JPH07126613A - Dimethyl ether-based mixed working fluid and heat pump device using the same - Google Patents

Dimethyl ether-based mixed working fluid and heat pump device using the same

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JPH07126613A
JPH07126613A JP5276629A JP27662993A JPH07126613A JP H07126613 A JPH07126613 A JP H07126613A JP 5276629 A JP5276629 A JP 5276629A JP 27662993 A JP27662993 A JP 27662993A JP H07126613 A JPH07126613 A JP H07126613A
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JP
Japan
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ether
weight
working fluid
difluoroethane
boiling point
Prior art date
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Pending
Application number
JP5276629A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yuji Yoshida
雄二 吉田
Shozo Funakura
正三 船倉
Kazuo Nakatani
和生 中谷
Mitsuharu Matsuo
光晴 松尾
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Abstract

PURPOSE:To obtain a working fluid useful as a substitute for R134a, hardly having an undesirable effect on the ozone layer of the stratosphere. CONSTITUTION:This mixed working fluid contains 15-85wt.% of pentafluorodimethyl ether, <=85wt.% of 1,1-difluoroethane and one selected from <=75wt.% of dimethyl ether, <=75wt.% of trifluorodimethyl ether, <=65wt.% of tetrafluorodimethyl ether and <=35wt.% of difluorodimethyl ether as a fluorinated dimethyl ester composed only of two carbon atoms, one oxygen atom, one hydrogen atom and one fluorine atom. Another working fluid comprises only 15-85wt.% of pentafluorodimethyl ether and <=85wt.% of 1,1- difluoroethane.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ジメチルエーテル系混
合作動流体およびそれを用いた冷凍冷蔵庫・カークーラ
・大型冷凍機等のヒートポンプ装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a dimethyl ether mixed working fluid and a heat pump device such as a refrigerator-freezer, a car cooler and a large-sized refrigerator.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、冷凍冷蔵庫・カークーラ・大型冷
凍機等のヒートポンプ装置は、圧縮機、凝縮器、キャピ
ラリーチューブや膨張弁等の絞り装置、蒸発器を配管接
続し、その内部に作動流体を循環させることにより、冷
却作用を行っている。これらのヒートポンプ装置におい
ては、作動流体としてフロン類(以下R○○またはR○
○○と記す)と呼ばれるメタンまたはエタンから誘導さ
れたハロゲン化炭化水素が知られており、利用温度とし
ては凝縮温度は略50℃、蒸発温度は冷凍冷蔵庫では略
−30℃、カークーラや大型冷凍機では略0℃の範囲に
おいて通常使用される。中でもジクロロジフルオロメタ
ン(CCl2F2、R12、沸点−30℃)は冷凍冷蔵庫・カ
ークーラ・大型冷凍機等の作動流体として幅広く用いら
れていたが、近年フロンによる成層圏オゾン層破壊が地
球規模の環境問題となっており、成層圏オゾン破壊能力
が大であるため、すでにモントリオール国際条約によっ
て使用量及び生産量の規制がなされ、さらに将来的には
その使用・生産を廃止しようという動きがある。成層圏
オゾン層に及ぼす影響をほとんどなくするためには、分
子構造中に塩素を含まないことが必要条件とされてお
り、この可能性のあるものとして塩素を含まないフッ化
炭化水素類が提案されており、R12の代替物として
は、1,1,1,2−テトラフルオロエタン(CF3-CH
2F、R134a、沸点−27℃)が提案されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a heat pump device such as a refrigerator / freezer, a car cooler, and a large refrigerator has a compressor, a condenser, a throttle device such as a capillary tube and an expansion valve, and an evaporator connected in a pipe, and a working fluid inside thereof. By circulating it, a cooling action is performed. In these heat pump devices, CFCs as working fluid (hereinafter referred to as R ○○ or R ○
Halogenated hydrocarbons derived from methane or ethane, which are referred to as XX), are known to be used at a condensing temperature of about 50 ° C, an evaporating temperature of about -30 ° C in a freezer-refrigerator, a car cooler or a large freezer. In the machine, it is usually used in the range of about 0 ° C. Among them, dichlorodifluoromethane (CCl 2 F 2 , R12, boiling point -30 ° C) has been widely used as a working fluid in refrigerators, car coolers, large-scale refrigerators, etc., but in recent years depletion of the stratospheric ozone layer by CFCs has resulted in a global environment. Since it is a problem and has a large ozone depletion potential in the stratosphere, the Montreal International Convention has already regulated its use and production, and there is a movement to abolish its use and production in the future. In order to have almost no effect on the stratospheric ozone layer, it is required that the molecular structure does not contain chlorine, and as a possible possibility, chlorine-free fluorohydrocarbons have been proposed. and, as a substitute for R12, 1,1,1,2-tetrafluoroethane (CF 3 -CH
2 F, R134a, boiling point −27 ° C.) is proposed.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、R13
4aは、その熱力学的性能がR12のそれよりも低いと
いう観点から、十分満足しうる解決策とはいえないのが
実状である。またR134aは、成層圏オゾン破壊能力
はほとんどないものの、地球温暖化に対する影響を示す
地球温暖化係数(以下GWPと記す)は比較的大きいと
されている。1991年のUNEP会議に報告された値
によれば、トリクロロフルオロメタン(CCl3F、R1
1、沸点+24℃)のGWPを1としたとき、塩素を含
まないフッ化炭化水素類の内、ジフルオロメタン(CH2F
2、R32、沸点−52℃)のGWPは0.13、ペン
タフルオロエタン(CF3-CHF2、R125、沸点−48
℃)のGWPは0.84、1,1,1−トリフルオロエ
タン(CF3-CH3、R143a、沸点−48℃)のGWP
は不明、1,1,1,2−テトラフルオロエタン(CF3-
CH 2F、R134a、沸点−27℃)のGWPは0.2
5、1,1−ジフルオロエタン(CHF2-CH3、R152
a、沸点−25℃)のGWPは0.03とされている。
ここでR32、R125、R143aはR134aより
かなり沸点が低く、単一ではR134aの代替物とはな
りえない。R152aはR134aに沸点が近く、GW
PもR134aより小さいが、可燃性があるという欠点
がある。
[Problems to be Solved by the Invention] However, R13
4a has lower thermodynamic performance than that of R12.
From this point of view, it is not a satisfactory solution
It is the actual situation. R134a is also the ozone depletion ability in the stratosphere.
Shows almost no impact on global warming
If the global warming potential (hereinafter referred to as GWP) is relatively large
Has been done. Values reported at the 1991 UNEP Conference
According to the report, trichlorofluoromethane (CCl3F, R1
1, the boiling point + 24 ℃) GWP is 1, chlorine
Difluoromethane (CH2F
2, R32, boiling point −52 ° C.) has a GWP of 0.13, pen
Tafluoroethane (CF3-CHF2, R125, boiling point -48
GWP of 0.84, 1,1,1-trifluoroe
Tan (CF3-CH3, R143a, boiling point −48 ° C.)
Is unknown, 1,1,1,2-tetrafluoroethane (CF3-
CH 2F, R134a, boiling point -27 ° C) GWP is 0.2
5,1,1-difluoroethane (CHF2-CH3, R152
a, boiling point-25 ° C.) has a GWP of 0.03.
Here, R32, R125, and R143a are more than R134a.
It has a very low boiling point and is not an alternative to R134a by itself.
I can't. R152a has a boiling point close to that of R134a, and GW
P is smaller than R134a, but it has flammability
There is.

【0004】本発明は、上述の問題に鑑みて試されたも
ので、成層圏オゾン層に及ぼす影響がほとんどなく、地
球温暖化に対する影響も小さくできる可能性のあるR1
34aの代替となる作動流体を提供するものであり、本
発明では塩素を含まないフッ化ジメチルエーテル類と
1,1−ジフルオロエタンの混合物を提案しようとする
ものである。
The present invention has been tested in view of the above-mentioned problems, and has almost no effect on the stratospheric ozone layer, and there is a possibility that the effect on global warming can be reduced.
The present invention provides a working fluid alternative to 34a, and the present invention seeks to propose a mixture of chlorine-free fluorinated dimethyl ethers and 1,1-difluoroethane.

【0005】ここでジメチルエーテル類は、以下E○○
○と記し、百位は炭素原子数−1、十位は水素原子数+
1、一位は弗素原子数、を表す。これらの代替作動流体
の単一候補は、W.L.Kopko,'Beyond CFCs: Extending th
e Search for New Refrige-rants' ASHRAE's 1989 CFC
Conf. p.39-46(1989.9)(タ゛フ゛リュー.エル.コフ゜コ, ,ヒ゛ヨント゛ シーエフ
シーエス: エクステンテ゛ィンク゛ サ゛ サーチ フォア ニュー リフリッシ゛ランツ, アシュレ,
゛ 1989 シーエフシー コンファレンス.)に沸点とともに記載されてい
る。2の炭素原子と1の酸素原子と水素原子と弗素原子
とのみから成るフッ化ジメチルエーテル類も、分子構造
中に塩素を含まないエーテル類であるため、オゾン破壊
能力がほとんどないものである。特に、水素原子を含む
エーテル類は、大気圧下に−40℃以上の沸点を有する
ため、1,1−ジフルオロエタンと混合されて、1,
1,1,2−テトラフルオロエタン(CF3−CH2F、R1
34a、沸点−27℃)と同等の沸点を有する混合物を
構成することができるものであり、 (1)ペンタフルオロジメチルエーテル(E125、CF
3-O-CHF2、沸点−35℃) (2)ジメチルエーテル(E170、CH3-O-CH3、沸点
−24℃) (3)トリフルオロジメチルエーテル(E143a、CF
3-O-CH3、沸点−23℃)(4)テトラフルオロジメチ
ルエーテル(E134a、CF3-O-CH2F、沸点−20℃) (5)ジフルオロジメチルエーテル(E152a、CHF2
-O-CH3、沸点−5℃) のいずれかから選択された混合物であることが望ましい
ものである。ここに挙げられたフッ化ジメチルエーテル
類のGWPは、未だ定かに確定されていないが、フッ化
炭化水素類のGWPよりも小さくなる可能性のある代替
物として研究が行われている。例えば、Z.Zhang, R.D.S
aini, M.J.Kurylo and R.E.Huie,'RateConstants for t
he Reactions of the Hydroxyl Radical with Several
Par-tially Fluorinated Ethers' J.Phys.Chem., vol.9
6, p.9301-9304(1992)(セ゛ット.ツアンク゛, アール.テ゛ィー.サイニ, エム.
シ゛ェー.クリロ アント゛ アール.イー.ヒュイエ,,レイト コンスタンツ フォア サ゛ リアクショ
ンス゛ オフ゛ サ゛ ハイト゛キシル ラテ゛ィカル ウイス゛ セヘ゛ラル ハ゜- シャリイ フルオリ
ネイテト゛ エ-テルス゛, シ゛ャーナルオフ゛ フィシ゛カル ケミストリー)には、大気中
でのOHラジカル反応が、エタン系フロンよりも間に酸
素原子を持ったフッ化ジメチルエーテルの方が大きく、
大気寿命が短くてGWPも小さくなることを予測させる
結果が報告されている。
Here, dimethyl ethers are referred to as E ○○
Marked as ○, 100th place is -1 carbon atom, 10th place is hydrogen atom +
The 1st and 1st positions represent the number of fluorine atoms. The single candidate for these alternative working fluids is WLKopko, 'Beyond CFCs: Extending th
e Search for New Refrige-rants'ASHRAE's 1989 CFC
. Conf p.39-46 (1989.9) (double luer Copco, human Bu Yonto Bu Shiefu CS:... Ekusutente Bu Inku Bu The search Fore New Rifurisshi Bu Lantz, Asure, vinegar Bu 1989 Sea f-theta Conference) to have been described in conjunction with the boiling point. Fluorinated dimethyl ethers composed of only 2 carbon atoms, 1 oxygen atom, hydrogen atom and fluorine atom are ethers which do not contain chlorine in the molecular structure and therefore have almost no ozone depletion ability. Particularly, ethers containing a hydrogen atom have a boiling point of -40 ° C or higher under atmospheric pressure, and therefore, are mixed with 1,1-difluoroethane to give 1,
1,1,2-tetrafluoroethane (CF 3 -CH 2 F, R1
34a, boiling point −27 ° C.), and a mixture having a boiling point equivalent to (1) pentafluorodimethyl ether (E125, CF
3 -O-CHF 2 , boiling point -35 ° C) (2) Dimethyl ether (E170, CH 3 -O-CH 3 , boiling point -24 ° C) (3) Trifluorodimethyl ether (E143a, CF
3 -O-CH 3 , boiling point -23 ° C) (4) tetrafluorodimethyl ether (E134a, CF 3 -O-CH 2 F, boiling point -20 ° C) (5) difluorodimethyl ether (E152a, CHF 2
-O-CH 3, those desirably a mixture selected from any of the boiling point -5 ° C.). The GWPs of the fluorinated dimethyl ethers listed here have not yet been definitively established, but are being investigated as possible alternatives to the GWPs of fluorinated hydrocarbons. For example, Z.Zhang, RDS
aini, MJKurylo and REHuie, 'RateConstants for t
he Reactions of the Hydroxyl Radical with Several
Par-tially Fluorinated Ethers' J.Phys.Chem., Vol.9
6, p. 9301-9304 (1992) (Set Twang, R. D. Sini, M.
... Shi Bu E over Krilo Ant Bu Earl E. Hyuie, and late Constance Fore The notes scan Bu Of The height Bu hexyl La Defense Ikaru Uisu Bu Sehe Bu Lal path - Sharii Furuorineiteto Bu Est - stealth Bu, Shi Bu Yanaruofu Bu Fishi The Bu Cal chemistry), the OH radical reaction in the atmosphere, ethane-free hydrofluorocarbon Fluorinated dimethyl ether with oxygen atoms in between is larger than
Results have been reported that predict that the atmospheric life is short and GWP is small.

【0006】塩素を含まないフッ化エーテル類の従来特
許としては、以下のようなものがある。まずアメリカ特
許としては、USP2,066,905では、トリフル
オロジメチルエーテル(E143、C2H3F3O)が開示さ
れている。USP2,500,388では、パーフルオ
ロジメチルエーテル(E116、CF3-O-CF3、沸点−5
9℃)等が開示されている。USP3,362,180
では、E125、E134a等が開示されている。US
P3,394,878では、E143aやE116の共
沸混合物が開示されている。USP3,409,555
では、トリフルオロメチル−トリフルオロエチルエーテ
ル(CF3-O-CH2-CF3、沸点+5.6℃)とジクロロフル
オロメタン(R21、沸点+9℃)の最低沸点共沸混合
物が開示されている。USP3,922,228では、
E125とE170の最高沸点共沸混合物が開示されて
いる。USP4,041,148では、ビス−ジフルオ
ロメチルエーテル(E134、CHF2-CHF2、沸点
+5℃)とE116の混合物が開示されている。USP
4,139,607では、E134と炭酸ガス(C
2)の混合物が開示されている。USP4,783,
276(特開昭63−205386)では、E170と
R12の共沸混合物が開示されている。USP4,94
8,526では、E125とクロロジフルオロメタン
(R22、沸点−41℃)の共沸混合物が開示されてい
る。USP4,961,321(特開平2−24849
0)では、E134と塩素を含まないフッ化炭化水素類
の混合物が開示されている。USP5,061,394
では、E170とクロロテトラフルオロエタン(R12
4、沸点−10℃)の最高沸点共沸混合物が開示されて
いる。USP5,182,040では、E170と1,
1,2,2−テトラフルオロエタン(R134、沸点−
20℃)の最高沸点共沸混合物等が開示されている。U
SP5,221,492では、E170とパーフルオロ
プロパン(R218、沸点−38℃)の混合物等が開示
されている。
Prior art patents for chlorine-free fluorinated ethers include the following. First, as an American patent, USP 2,066,905 discloses trifluorodimethyl ether (E143, C 2 H 3 F 3 O). In USP2,500,388, perfluoro dimethyl ether (E116, CF 3 -O-CF 3, boiling point -5
9 ° C.) and the like are disclosed. USP 3,362,180
Discloses E125, E134a and the like. US
P3,394,878 discloses an azeotropic mixture of E143a and E116. USP 3,409,555
So trifluoromethyl - trifluoroethyl ether (CF 3 -O-CH 2 -CF 3, boiling point + 5.6 ° C.) and dichlorofluoromethane (R21, boiling point + 9 ° C.) minimum boiling point azeotropic mixture is disclosed . In USP 3,922,228,
The highest boiling azeotrope of E125 and E170 is disclosed. In USP4,041,148, bis - mixture of difluoromethyl ether (E134, CHF 2 -CHF 2, boiling point + 5 ° C.) and E116 is disclosed. USP
4, 139 and 607, E134 and carbon dioxide (C
A mixture of O 2 ) is disclosed. USP 4,783
276 (JP-A-63-205386) discloses an azeotropic mixture of E170 and R12. USP 4,94
8,526 discloses an azeotrope of E125 and chlorodifluoromethane (R22, boiling point -41 ° C). USP 4,961,321 (JP-A-2-24849)
0) discloses mixtures of E134 and chlorine-free fluorohydrocarbons. USP 5,061,394
Then, E170 and chlorotetrafluoroethane (R12
4, boiling point -10 [deg.] C.), the highest boiling azeotrope is disclosed. In USP 5,182,040, E170 and 1,
1,2,2-Tetrafluoroethane (R134, boiling point-
20 ° C.) highest boiling azeotrope and the like are disclosed. U
SP 5,221,492 discloses a mixture of E170 and perfluoropropane (R218, boiling point −38 ° C.) and the like.

【0007】塩素を含まないフッ化エーテル類の日本出
願特許としては、特開平3−93882では、E116
が開示されている。特開平3−93883では、E12
5が開示されている。特開平4−110386では、2
または3の炭素原子をもつフッ化エーテル類が開示され
ている。
Japanese Patent Application for Fluorinated Ethers Not Containing Chlorine is Japanese Patent Laid-Open No. 3-93882, E116.
Is disclosed. In Japanese Patent Laid-Open No. 3-93883, E12
5 is disclosed. In Japanese Patent Laid-Open No. 4-110386, 2
Or fluorinated ethers having 3 carbon atoms are disclosed.

【0008】塩素を含まないフッ化エーテル類の外国出
願特許としては、EP385,737Aでは、E134
が開示されている。EP443,912A(特開平4−
253927)では、E170とR134aの最高沸点
共沸混合物が開示されている。WO91/13968で
は、EP443,912Aと同じく、E170とR13
4aの最高沸点共沸混合物が開示されている。WO93
/04138では、3の炭素原子をもつフッ化エーテル
類が開示されている。WO93/14173では、E1
43aやE134aと、R134aの混合物が開示され
ている。WO93/14174では、E125と、R3
2やR125やR143aとの混合物が開示されてい
る。WO93/14175では、E125と、E134
aやE134やR134aとの混合物が開示されてい
る。
Foreign patents for fluorinated ethers containing no chlorine include EP134 in EP385,737A.
Is disclosed. EP443,912A (JP-A-4-
253927) discloses the highest boiling azeotrope of E170 and R134a. In WO91 / 13968, E170 and R13 are the same as EP443,912A.
The highest boiling azeotrope of 4a is disclosed. WO93
/ 04138 discloses fluorinated ethers having 3 carbon atoms. In WO93 / 14173, E1
A mixture of 43a or E134a and R134a is disclosed. In WO93 / 14174, E125 and R3
Mixtures of 2, R125 and R143a are disclosed. In WO93 / 14175, E125 and E134
Mixtures with a, E134 and R134a are disclosed.

【0009】しかしながらこれらの従来特許に示された
作動流体は、1,1,1,2−テトラフルオロエタン
(R134a、沸点−27℃)と大きく沸点が異なるも
のであったり、共沸混合物以外は組成範囲が明示されて
おらず、R134aを使用する現行機器にそのまま用い
ることはできない。
However, the working fluids shown in these conventional patents have a boiling point greatly different from that of 1,1,1,2-tetrafluoroethane (R134a, boiling point -27 ° C.), or except the azeotropic mixture. Since the composition range is not specified, it cannot be used as it is in the current equipment using R134a.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明は上述の課題を解
決するため、1,1−ジフルオロエタン(R152a)
とジメチルエーテル類からなる混合作動流体であり、2
の炭素原子と1の酸素原子と水素原子と弗素原子とのみ
から成るフッ化ジメチルエーテル類から選択された二種
または一種を含むものである。ここで混合されるフッ化
ジメチルエーテル類は、少なくともE125を含み、E
170、E143a、E134a、E152aのいずれ
かから選択された一種以上であり、本発明になる混合作
動流体は、合計三種、またはR152aとE125の二
種から構成されるものである。さらに本発明は、これら
の混合物の組成範囲を、混合物の蒸気圧がほぼR134
aと同等となるように特定するものである。また本発明
は、その作動流体を用いたヒートポンプ装置である。
In order to solve the above problems, the present invention provides 1,1-difluoroethane (R152a).
Is a mixed working fluid consisting of dimethyl ethers and 2
Of fluorinated dimethyl ethers consisting of carbon atoms, oxygen atoms, hydrogen atoms and fluorine atoms. The fluorinated dimethyl ethers mixed here include at least E125,
One or more selected from 170, E143a, E134a, and E152a, and the mixed working fluid according to the present invention is composed of three kinds in total or two kinds of R152a and E125. The present invention further provides that the composition range of these mixtures is such that the vapor pressure of the mixture is approximately R134.
It is specified so as to be equivalent to a. Further, the present invention is a heat pump device using the working fluid.

【0011】[0011]

【作用】本発明は、上述の組合せによって、作動流体
を、1,1−ジフルオロエタン(R152a)と、大気
圧下に−40℃以上の沸点を有し、オゾン破壊能力がほ
とんどなく、分子構造中に塩素を含まないエーテル類
(ODP=0)のいずれかから選択された二種または一
種以上、から成る混合物となすことにより、成層圏オゾ
ン層に及ぼす影響をR134aと同じく、ほとんどなく
することを可能とするものである。特に上述の組合せお
よび特定された組成範囲におけるODPも0と予想さ
れ、R134aの代替として極めて有望な作動流体とな
るものである。
According to the present invention, the combination of the above working fluids is 1,1-difluoroethane (R152a), which has a boiling point of -40 ° C or higher under atmospheric pressure, has almost no ozone depletion ability, and has a molecular structure. By using a mixture of two or more selected from any of ethers (ODP = 0) that does not contain chlorine, it is possible to almost completely eliminate the effect on the stratospheric ozone layer, similar to R134a. It is what In particular, the ODP in the above combination and in the specified composition range is also expected to be 0, which is an extremely promising working fluid as an alternative to R134a.

【0012】また本発明は、R134aより低沸点であ
るE125と、R134aより高沸点であるR152a
と、R134aより高沸点であるE170、E143
a、E134a、E152aのいずれかから選択された
一種以上を混合し、その組成範囲を特定することによっ
て、冷凍冷蔵庫・カークーラ・大型冷凍機等のヒートポ
ンプ装置の利用温度である略−30〜略50℃におい
て、R134aと同程度の蒸気圧を有し、R134aと
同等の冷凍能力を期待でき、R134aの代替としてR
12を用いた現行機器でも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。
The present invention also provides E125, which has a lower boiling point than R134a, and R152a, which has a higher boiling point than R134a.
And E170 and E143, which have higher boiling points than R134a
a, E134a, E152a is mixed with one or more selected, and by specifying the composition range thereof, the operating temperature of a heat pump device such as a refrigerator / freezer, a car cooler, or a large refrigerator is about -30 to about 50. It has the same vapor pressure as R134a at ℃, and can expect the same refrigerating capacity as R134a.
It is possible to provide a working fluid that can be used even in the current equipment using 12.

【0013】またかかる混合物は、沸点差が30deg
以内の1,1−ジフルオロエタン(R152a)とフッ
化ジメチルエーテル類の混合物であるため、ほとんど近
共沸の非共沸混合物になると予想され、凝縮過程および
蒸発過程において小さな温度勾配をもつため、空気等の
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
成することにより、R134aよりも高い成績係数(C
OP)のヒートポンプ装置を構成できるものである。特
に冷凍冷蔵庫においては、蒸発器における着霜を均一化
するために、冷却用空気の流れ方向に長く蒸発器を構成
するのが通常であり、蒸発過程で温度上昇する作動流体
の出口側を冷却用空気の入口側と熱交換させ、蒸発過程
で最も低温となる作動流体の入口側を冷却用空気の出口
側と熱交換させれば、容易にロレンツサイクルを構成で
きるものである。
The mixture has a boiling point difference of 30 deg.
Since it is a mixture of 1,1-difluoroethane (R152a) and fluorinated dimethyl ethers within the range, it is expected that it will be a near-azeotropic non-azeotropic mixture. Since it has a small temperature gradient in the condensation process and the evaporation process, air etc. By constructing a Lorenz cycle in which the temperature difference with the heat source fluid is close, the coefficient of performance (C
OP) heat pump device can be configured. Particularly in a refrigerator-freezer, in order to make the frost on the evaporator uniform, it is usual to construct the evaporator long in the flow direction of the cooling air, and to cool the outlet side of the working fluid whose temperature rises during the evaporation process. A Lorenz cycle can be easily constructed by exchanging heat with the inlet side of the working air and exchanging heat with the inlet side of the working fluid, which has the lowest temperature in the evaporation process, with the outlet side of the cooling air.

【0014】さらにかかる混合物は、R134aよりも
地球温暖化係数(GWP)の小さい1,1−ジフルオロ
エタン(R152a)と、フッ化ジメチルエーテル類の
みから構成されるため、地球温暖化に対する影響も小さ
くできる可能性がある。またE125は、高分子化合物
に対する溶解性が低く、熱安定性に優れ、不燃性である
ため、R152aやE170、E143a、E152a
のフッ化ジメチルエーテル類の組成範囲をさらに不燃性
の範囲に限定することにより、通常のヒートポンプ装置
にそのまま使用可能である。
Further, since such a mixture is composed only of 1,1-difluoroethane (R152a) having a lower global warming potential (GWP) than R134a and fluorinated dimethyl ethers, it is possible to reduce the influence on global warming. There is a nature. Further, E125 has low solubility in a polymer compound, excellent heat stability, and is nonflammable, and therefore R125a, E170, E143a, and E152a.
By further limiting the composition range of the fluorinated dimethyl ethers to the non-flammable range, the fluorinated dimethyl ether can be used as it is in a normal heat pump device.

【0015】[0015]

【実施例】本発明の作動流体は、1,1−ジフルオロエ
タン(R152a)とジメチルエーテル類からなる混合
作動流体であり、少なくともE125を含み、E17
0、E143a、E134a、E152aのいずれかか
ら選択された一種以上を含む。またこれらの混合物の組
成範囲を、混合物の蒸気圧がほぼR134aと同等とな
るように特定する。以下、本発明による作動流体の実施
例について、蒸気圧の図を用いて説明する。
The working fluid of the present invention is a mixed working fluid composed of 1,1-difluoroethane (R152a) and dimethyl ethers, containing at least E125, and E17.
0, E143a, E134a, or E152a. Further, the composition range of these mixtures is specified so that the vapor pressure of the mixture becomes almost equal to R134a. Examples of working fluids according to the present invention will be described below with reference to vapor pressure diagrams.

【0016】図1は、ペンタフルオロジメチルエーテル
(E125、CF3-O-CHF2、沸点−35℃)、1,1−ジ
フルオロエタン(R152a、CHF2-CH3、沸点−25
℃)、ジメチルエーテル(E170、CH3-O-CH3、沸点
−24℃)の三種の混合物によって構成される作動流体
の、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。
FIG. 1 shows pentafluorodimethyl ether (E125, CF 3 —O—CHF 2 , boiling point −35 ° C.), 1,1-difluoroethane (R152a, CHF 2 —CH 3 , boiling point −25).
℃), dimethyl ether (E170, CH 3 -O-CH 3 , boiling point -24 ℃) of the working fluid consisting of a mixture of three at the constant temperature and constant pressure using triangular coordinates. is there.

【0017】本三角座標においては、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
各成分の組成比(重量比)は、点と三角形の各辺との距
離の比で表される。またこのとき、点と三角形の辺との
距離は、辺に相対する側にある三角座標の頂点に記され
た物質の組成比に対応する。
In the present triangular coordinates, a single substance is arranged at each vertex of the triangle counterclockwise from the upper vertex in the ascending order of the boiling points, and the composition ratio of each component at a certain point on the coordinate plane ( The weight ratio) is represented by the ratio of the distance between the point and each side of the triangle. At this time, the distance between the point and the side of the triangle corresponds to the composition ratio of the substance described at the apex of the triangular coordinate on the side opposite to the side.

【0018】図1において1は、温度−30℃・圧力
0.0849MPaにおける混合物の気液平衡線であ
り、この温度・圧力はR134aの温度−30℃におけ
る飽和状態に相当する。気液平衡線(R134a −3
0℃相当)1の上側の線1Vは飽和気相線、気液平衡線
(R134a −30℃相当)1の下側の線1Lは飽和
液相線を表わし、この両線で挟まれた範囲においては気
液平衡状態となる。また2は、温度0℃・圧力0.29
33MPaにおける混合物の気液平衡線であり、この温
度・圧力もR134aの温度0℃における飽和状態に相
当する。さらに3は、温度50℃・圧力1.3173M
Paにおける混合物の気液平衡線であり、この温度・圧
力もR134aの温度50℃における飽和状態に相当す
る。
In FIG. 1, 1 is a vapor-liquid equilibrium line of the mixture at a temperature of −30 ° C. and a pressure of 0.0849 MPa, and this temperature / pressure corresponds to a saturated state of R134a at a temperature of −30 ° C. Gas-liquid equilibrium line (R134a-3
The upper line 1V of (corresponding to 0 ° C) 1 is a saturated vapor phase line, and the lower line 1L of the vapor-liquid equilibrium line (R134a-30 ° C) 1 is a saturated liquid phase line. In, the gas-liquid equilibrium state is reached. In addition, 2 is temperature 0 ℃, pressure 0.29
This is a vapor-liquid equilibrium line of the mixture at 33 MPa, and this temperature / pressure also corresponds to the saturated state of R134a at a temperature of 0 ° C. Furthermore, 3 is temperature 50 ℃, pressure 1.3173M
It is a vapor-liquid equilibrium line of the mixture at Pa, and this temperature / pressure also corresponds to the saturated state of R134a at a temperature of 50 ° C.

【0019】飽和気相線V上の組成物は、R134aと
同じ温度では、R134aより高い圧力で気化し、R1
34aと同じ圧力で液化する。飽和液相線L上の組成物
は、R134aと同じ温度では、R134aと同じ圧力
で気化し、R134aより低い圧力で液化する。これら
2つの線の間のエリアにある組成物は、R134aと同
じ温度では、R134aより高い圧力で気化し、R13
4aより低い圧力で液化する。すなわち50℃の気液平
衡線3の間のエリアにある組成物は、50℃においては
R134aより低い圧力で気相から液相に変化し、R1
34aと同じ圧力では50℃より高い気相が凝縮して、
50℃より低い液相に変化する。また−30℃や0℃の
気液平衡線1または2の間のエリアにある組成物は、0
℃においてはR134aより高い圧力で液相から気相に
変化し、R134aと同じ圧力では−30℃より低い液
相が蒸発して、−30℃より高い気相に変化したり、0
℃より低い液相が蒸発して、0℃より高い気相に変化す
る。すなわち、気液平行線1および3の間にある組成物
は、温度−30℃においてR134aとほとんど同じ蒸
発圧力をもち、温度50℃においてR134aとほとん
ど同じ凝縮圧力をもつため、冷凍冷蔵庫や大型冷凍機に
好適である。また気液平行線2および3の間にある組成
物は、温度0℃においてR134aとほとんど同じ蒸発
圧力をもち、温度50℃においてR134aとほとんど
同じ凝縮圧力をもつため、カークーラに好適である。
The composition on the saturated vapor phase line V vaporizes at a pressure higher than that of R134a at the same temperature as R134a, and R1
It liquefies at the same pressure as 34a. At the same temperature as R134a, the composition on the saturated liquidus line L is vaporized at the same pressure as R134a and liquefied at a pressure lower than R134a. The composition in the area between these two lines vaporizes at higher pressure than R134a at the same temperature as R134a,
It liquefies at a pressure lower than 4a. That is, the composition in the area between the gas-liquid equilibrium line 3 at 50 ° C. changes from the gas phase to the liquid phase at 50 ° C. at a pressure lower than that of R134a, and R1
At the same pressure as 34a, the gas phase higher than 50 ° C condenses,
Change to liquid phase below 50 ° C. Further, the composition in the area between the vapor-liquid equilibrium lines 1 or 2 at -30 ° C or 0 ° C is 0
At C, the liquid phase changes to a gas phase at a pressure higher than R134a, and at the same pressure as R134a, a liquid phase lower than -30 ° C evaporates and changes to a gas phase higher than -30 ° C.
The liquid phase below 0 ° C evaporates and changes to the gas phase above 0 ° C. That is, the composition between the gas-liquid parallel lines 1 and 3 has almost the same evaporation pressure as that of R134a at a temperature of -30 ° C and the same condensation pressure as that of R134a at a temperature of 50 ° C. Suitable for machine. Further, the composition between the gas-liquid parallel lines 2 and 3 has almost the same evaporation pressure as that of R134a at a temperature of 0 ° C. and has the same condensation pressure as that of R134a at a temperature of 50 ° C., and thus is suitable for a car cooler.

【0020】図からわかるように、E125、R152
a及びE170がそれぞれ略15〜略55重量%、0〜
略85重量%、0〜略75重量%となるような組成範囲
は、略−30〜略50℃の利用温度においてR134a
とほぼ同等の蒸気圧を有するため望ましい。さらに、E
125、R152a及びE170がそれぞれ略20〜略
55重量%、0〜略80重量%、0〜略65重量%とな
るような組成範囲は、略0〜略50℃の利用温度におい
てR134aとほぼ同等の蒸気圧を有するため望まし
い。
As can be seen from the figure, E125, R152
a and E170 are approximately 15 to approximately 55% by weight, respectively, 0 to
The composition range of about 85% by weight to 0 to about 75% by weight is R134a at a use temperature of about -30 to about 50 ° C.
It is desirable because it has a vapor pressure almost equal to. Furthermore, E
The composition range in which 125, R152a and E170 are approximately 20 to approximately 55% by weight, 0 to approximately 80% by weight and 0 to approximately 65% by weight, respectively, is substantially the same as that of R134a at a use temperature of approximately 0 to approximately 50 ° C. It is desirable because it has a vapor pressure of.

【0021】図2は、ペンタフルオロジメチルエーテル
(E125、CF3-O-CHF2、沸点−35℃)、1,1−ジ
フルオロエタン(R152a、CHF2-CH3、沸点−25
℃)、トリフルオロジメチルエーテル(E143a、CF
3-O-CH3、沸点−23℃)の三種の混合物によって構成
される作動流体の、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。図2において
も1は、温度−30℃・圧力0.0849MPaにおけ
る混合物の気液平衡線であり、また2は、温度0℃・圧
力0.2933MPaにおける混合物の気液平衡線であ
り、さらに3は、温度50℃・圧力1.3173MPa
における混合物の気液平衡線である。
FIG. 2 shows pentafluorodimethyl ether (E125, CF 3 —O—CHF 2 , boiling point −35 ° C.), 1,1-difluoroethane (R152a, CHF 2 —CH 3 , boiling point −25).
° C), trifluorodimethyl ether (E143a, CF
3 -O-CH 3, the three types constituted the working fluid by a mixture of the boiling point -23 ° C.), there is shown using a triangular coordinate equilibrium at a constant temperature and constant pressure. Also in FIG. 2, 1 is the vapor-liquid equilibrium line of the mixture at a temperature of −30 ° C. and a pressure of 0.0849 MPa, and 2 is the vapor-liquid equilibrium line of the mixture at a temperature of 0 ° C. and a pressure of 0.2933 MPa, and further 3 Is a temperature of 50 ° C and a pressure of 1.3173 MPa
3 is a vapor-liquid equilibrium line of the mixture in FIG.

【0022】この場合には、E125、R152a及び
E143aがそれぞれ略15〜略45重量%、0〜略8
5重量%、0〜略75重量%となるような組成範囲が、
略−30〜略50℃の利用温度においてR134aとほ
ぼ同等の蒸気圧を有するため望ましく、E125、R1
52a及びE143aがそれぞれ略20〜略45重量
%、0〜略80重量%、0〜略70重量%となるような
組成範囲が、略0〜略50℃の利用温度において望まし
い。
In this case, E125, R152a and E143a are approximately 15 to approximately 45% by weight and 0 to approximately 8% by weight, respectively.
5% by weight, 0 to about 75% by weight composition range,
It is desirable because it has a vapor pressure almost equal to that of R134a at a use temperature of about -30 to about 50 ° C.
A composition range in which 52a and E143a are approximately 20 to approximately 45% by weight, 0 to approximately 80% by weight, and 0 to approximately 70% by weight, respectively, is desirable at a use temperature of approximately 0 to approximately 50 ° C.

【0023】図3は、ペンタフルオロジメチルエーテル
(E125、CF3-O-CHF2、沸点−35℃)、1,1−ジ
フルオロエタン(R152a、CHF2-CH3、沸点−25
℃)、テトラフルオロジメチルエーテル(E134a、
CF3-O-CH2F、沸点−20℃)の三種の混合物によって構
成される作動流体の、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。
FIG. 3 shows pentafluorodimethyl ether (E125, CF 3 —O—CHF 2 , boiling point −35 ° C.), 1,1-difluoroethane (R152a, CHF 2 —CH 3 , boiling point −25).
° C), tetrafluorodimethyl ether (E134a,
3 shows the equilibrium state at constant temperature and constant pressure of a working fluid composed of a mixture of three kinds (CF 3 —O—CH 2 F, boiling point −20 ° C.) using triangular coordinates.

【0024】この場合には、E125、R152a及び
E134aがそれぞれ略15〜略55重量%、0〜略8
5重量%、0〜略65重量%となるような組成範囲が、
略−30〜略50℃の利用温度においてR134aとほ
ぼ同等の蒸気圧を有するため望ましく、E125、R1
52a及びE134aがそれぞれ略20〜略55重量
%、0〜略80重量%、0〜略60重量%となるような
組成範囲が、略0〜略50℃の利用温度において望まし
い。
In this case, E125, R152a and E134a are approximately 15 to approximately 55% by weight and 0 to approximately 8% by weight, respectively.
The composition range of 5% by weight, 0 to about 65% by weight,
It is desirable because it has a vapor pressure almost equal to that of R134a at a use temperature of about -30 to about 50 ° C.
A composition range in which 52a and E134a are respectively approximately 20 to approximately 55% by weight, 0 to approximately 80% by weight, and 0 to approximately 60% by weight is desirable at a use temperature of approximately 0 to approximately 50 ° C.

【0025】図4は、ペンタフルオロジメチルエーテル
(E125、CF3-O-CHF2、沸点−35℃)、1,1−ジ
フルオロエタン(R152a、CHF2-CH3、沸点−25
℃)、ジフルオロジメチルエーテル(E152a、CHF2
-O-CH3、沸点−5℃)の三種の混合物によって構成され
る作動流体の、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。
FIG. 4 shows pentafluorodimethyl ether (E125, CF 3 —O—CHF 2 , boiling point −35 ° C.), 1,1-difluoroethane (R152a, CHF 2 —CH 3 , boiling point −25).
° C), difluorodimethyl ether (E152a, CHF 2
-O-CH 3, the working fluid constituted by a mixture of three types of boiling -5 ° C.), there is shown using a triangular coordinate equilibrium at a constant temperature and constant pressure.

【0026】この場合には、E125、R152a及び
E152aがそれぞれ略15〜略85重量%、0〜略8
5重量%、0〜略35重量%となるような組成範囲が、
略−30〜略50℃の利用温度においてR134aとほ
ぼ同等の蒸気圧を有するため望ましく、E125、R1
52a及びE152aがそれぞれ略20〜略85重量
%、0〜略80重量%、0〜略30重量%となるような
組成範囲が、略0〜略50℃の利用温度において望まし
い。
In this case, E125, R152a and E152a are approximately 15 to approximately 85% by weight and 0 to approximately 8% by weight, respectively.
The composition range of 5% by weight, 0 to about 35% by weight,
It is desirable because it has a vapor pressure almost equal to that of R134a at a use temperature of about -30 to about 50 ° C.
A composition range in which 52a and E152a are approximately 20 to approximately 85% by weight, 0 to approximately 80% by weight, and 0 to approximately 30% by weight is desirable at a use temperature of approximately 0 to approximately 50 ° C.

【0027】これらを総合すると、ペンタフルオロジメ
チルエーテル15〜85重量%と、1,1−ジフルオロ
エタン85重量%以下と、2の炭素原子と1の酸素原子
と水素原子と弗素原子とのみから成るフッ化ジメチルエ
ーテル類として、ジメチルエーテル75重量%以下また
はトリフルオロジメチルエーテル75重量%以下または
テトラフルオロジメチルエーテル65重量%以下または
ジフルオロジメチルエーテル35重量%以下のいずれか
から選択された一種を含む混合作動流体は、略−30〜
略50℃の利用温度においてR134aとほぼ同等の蒸
気圧を有するため望ましい。
Taken together, these are composed of 15 to 85% by weight of pentafluorodimethyl ether, 85% by weight or less of 1,1-difluoroethane, and fluorination consisting of only 2 carbon atoms, 1 oxygen atom, hydrogen atom and fluorine atom. As the dimethyl ether, a mixed working fluid containing one kind selected from dimethyl ether 75 wt% or less, trifluorodimethyl ether 75 wt% or less, tetrafluorodimethyl ether 65 wt% or less, or difluorodimethyl ether 35 wt% or less is about −30. ~
It is desirable because it has a vapor pressure almost equal to that of R134a at a use temperature of about 50 ° C.

【0028】さらに好適な組成範囲として、ペンタフル
オロジメチルエーテル20〜85重量%と、1,1−ジ
フルオロエタン80重量%以下と、ジメチルエーテル6
5重量%以下またはトリフルオロジメチルエーテル70
重量%以下またはテトラフルオロジメチルエーテル60
重量%以下またはジフルオロジメチルエーテル30重量
%以下のいずれかから選択された一種を含む混合作動流
体は、略0〜略50℃の利用温度においてR134aと
ほぼ同等の蒸気圧を有するため望ましい。
A more preferable composition range is 20 to 85% by weight of pentafluorodimethyl ether, 80% by weight or less of 1,1-difluoroethane, and 6% of dimethyl ether.
5% by weight or less or trifluorodimethyl ether 70
Weight% or less or tetrafluorodimethyl ether 60
A mixed working fluid containing one selected from either less than or equal to 30% by weight or less than or equal to 30% by weight of difluorodimethyl ether is desirable because it has a vapor pressure almost equal to that of R134a at a use temperature of about 0 to about 50 ° C.

【0029】なお、ペンタフルオロジメチルエーテル
(E125)と1,1−ジフルオロエタン(R152
a)の2成分からなる混合作動流体の場合には、R13
4aと同等の蒸気圧とするための組成範囲は、各三角座
標のE125とR152aを結ぶ辺上の範囲が好適とな
るが、上記の特定された組成範囲から導かれる混合物に
おいても、R134aよりも若干高い蒸気圧を示すだけ
で実用上支障ないものと考えられる。
Incidentally, pentafluorodimethyl ether (E125) and 1,1-difluoroethane (R152
In the case of a mixed working fluid consisting of two components of a), R13
The composition range for obtaining a vapor pressure equivalent to 4a is preferably a range on the side connecting E125 and R152a of each triangular coordinate, but even in a mixture derived from the above specified composition range, R134a is preferable. Only a slightly higher vapor pressure is considered to be practically acceptable.

【0030】すなわち、ペンタフルオロジメチルエーテ
ル(E125)15〜85重量%と1,1−ジフルオロ
エタン(R152a)85重量%以下のみからなる2成
分系は、R152aのGWPが低く、R152aの可燃
性も30重量%以下ならほとんど低減できると考えられ
る。このE125が70〜85重量%、R152aが1
5〜30重量%となるような組成範囲は、R134aと
同等の蒸気圧とするための組成範囲であるE125が1
5〜35重量%、R152aが65〜85重量%に比
べ、E125の組成割合が多く、R134aよりも若干
高い蒸気圧を示して、R134aよりも冷凍能力が増大
すると考えられる。従って、ペンタフルオロジメチルエ
ーテル(E125)と1,1−ジフルオロエタン(R1
52a)のみからなる2成分系も、R134aの代替物
として有用なものである。
That is, a two-component system consisting only of 15 to 85% by weight of pentafluorodimethyl ether (E125) and 85% by weight or less of 1,1-difluoroethane (R152a) has a low GWP of R152a and a flammability of R152a of 30% by weight. If it is less than or equal to%, it is thought that it can be almost reduced. 70 to 85% by weight of this E125 and 1 of R152a
The composition range of 5 to 30% by weight is E125, which is a composition range for achieving a vapor pressure equivalent to that of R134a.
5 to 35 wt% and R152a to 65 to 85 wt%, the composition ratio of E125 is higher, and the vapor pressure is slightly higher than that of R134a, which is considered to increase the refrigerating capacity than R134a. Therefore, pentafluorodimethyl ether (E125) and 1,1-difluoroethane (R1
A binary system consisting only of 52a) is also useful as an alternative to R134a.

【0031】(表1)は、E125とR152aのみか
らなる2成分系の理想的な冷凍性能である。条件は、凝
縮平均温度が50℃、蒸発平均温度が−30℃、凝縮器
出口過冷却度が0deg、蒸発器出口過熱度が0deg
の場合である。(表1)からわかるように、ペンタフル
オロジメチルエーテル(E125)15〜85重量%と
1,1−ジフルオロエタン(R152a)15〜85重
量%のみからなる2成分系は、凝縮圧力と蒸発圧力がR
134aに近く、そのためR134aと同等以上の冷凍
能力を持ち、成績係数もR134aに近い。また凝縮過
程と蒸発過程における温度勾配は極めて小さく、共沸様
混合物となる。さらにR134aと同等の蒸気圧とする
ための組成範囲であるE125が15〜35重量%とR
152aが65〜85重量%からなる2成分系は、ほと
んどR134aと同じ特性を示し、むしろ冷凍能力と成
績係数ともにR134aよりも向上する。また上記した
E125が70〜85重量%とR152aが15〜30
重量%からなる2成分系は、R134aよりも若干高い
蒸気圧を示すものの、ほとんどR134aと同じ特性を
示すことがわかり、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成することにより、(表1)よりも
高い成績係数を期待できる。
Table 1 shows the ideal refrigerating performance of a two-component system consisting only of E125 and R152a. The conditions are as follows: condensing average temperature is 50 ° C., evaporation average temperature is −30 ° C., condenser outlet supercooling degree is 0 deg, evaporator outlet superheat degree is 0 deg.
Is the case. As can be seen from (Table 1), the two-component system consisting only of 15-85 wt% of pentafluorodimethyl ether (E125) and 15-85 wt% of 1,1-difluoroethane (R152a) has a condensation pressure and an evaporation pressure of R
Since it is close to 134a, it has a refrigerating capacity equal to or higher than R134a, and the coefficient of performance is also close to R134a. In addition, the temperature gradient in the condensation process and the evaporation process is extremely small, resulting in an azeotropic mixture. Further, E125, which is a composition range for obtaining a vapor pressure equivalent to that of R134a, is 15 to 35% by weight and R
The two-component system in which 152a is 65 to 85% by weight shows almost the same characteristics as R134a, and rather, both the refrigerating capacity and the coefficient of performance are improved as compared with R134a. Further, E125 is 70 to 85% by weight and R152a is 15 to 30% by weight.
Although the two-component system consisting of wt% has a vapor pressure slightly higher than that of R134a, it is found that it exhibits almost the same characteristics as R134a, and by constructing a Lorenz cycle in which the temperature difference with the heat source fluid is close, A higher coefficient of performance can be expected than in Table 1).

【0032】[0032]

【表1】 [Table 1]

【0033】また、以上の実施例においては作動流体
は、1,1−ジフルオロエタンと二種または一種のエー
テル類の混合物によって構成されているが、トリフルオ
ロジメチルエーテルやテトラフルオロジメチルエーテル
やジフルオロジメチルエーテルの構造異性体を含めて四
種以上のエーテル類の混合物によって作動流体を構成す
ることも勿論可能である。
Further, in the above embodiments, the working fluid is composed of a mixture of 1,1-difluoroethane and two or more ethers, but the structural isomers of trifluorodimethyl ether, tetrafluorodimethyl ether and difluorodimethyl ether are isomerized. It is of course possible to form the working fluid from a mixture of four or more ethers including the body.

【0034】[0034]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
は、ペンタフルオロジメチルエーテル(E125)15
〜85重量%と、1,1−ジフルオロエタン(R152
a)85重量%以下と、2の炭素原子と1の酸素原子と
水素原子と弗素原子とのみから成るフッ化ジメチルエー
テル類から選択された一種を含み、作動流体を、分子構
造中に塩素を含まないフロン類とエーテル類のみからな
る混合物となし、その組成範囲を特定したことにより、
(1)成層圏オゾン層に及ぼす影響をR134aと同じ
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)冷凍冷蔵庫・カークーラ・大
型冷凍機等のヒートポンプ装置の利用温度である略−3
0〜略50℃において、R134aと同程度の蒸気圧を
有し、R134aと同等の冷凍能力を期待でき、R13
4aの代替としてR12を用いた現行機器でも使用可能
である、(3)かかる混合物はほとんど近共沸の非共沸
混合物になると予想され、特に冷凍冷蔵庫においては、
容易にロレンツサイクルを構成できるものであり、R1
34aよりも高い成績係数を期待できる、(4)かかる
混合物は、1,1−ジフルオロエタン(R152a)と
フッ化ジメチルエーテル類のみから構成されるため、地
球温暖化に対する影響も小さくできる可能性がある、
(5)ペンタフルオロジメチルエーテル(E125)
は、高分子化合物に対する溶解性が低く、熱安定性に優
れ、不燃性であるため、1,1−ジフルオロエタン(R
152a)や他のフッ化ジメチルエーテル類の組成範囲
をさらに不燃性の範囲に限定することにより、通常のヒ
ートポンプ装置にそのまま使用可能である、(6)ペン
タフルオロジメチルエーテル(E125)と1,1−ジ
フルオロエタン(R152a)のみからなる2成分系
は、R152aのGWPが低く、R134aの代替物と
して有用である、等の効果を有するものである。
As is apparent from the above description, the present invention provides pentafluorodimethyl ether (E125) 15.
~ 85 wt% and 1,1-difluoroethane (R152
a) 85% by weight or less, one kind selected from fluorinated dimethyl ethers consisting only of 2 carbon atoms, 1 oxygen atom, hydrogen atom and fluorine atom, and a working fluid containing chlorine in its molecular structure. By not making a mixture consisting only of CFCs and ethers, and by specifying the composition range,
(1) As with R134a, it is possible to expand the range of choices of working fluid that has almost no effect on the stratospheric ozone layer. (2) Use of heat pump devices such as refrigerators / coolers, car coolers, and large refrigerators It is about -3
At 0 to approximately 50 ° C., it has a vapor pressure similar to that of R134a, and can be expected to have the same refrigerating capacity as R134a.
4a can also be used in existing equipment using R12, (3) such a mixture is expected to be a near-near azeotrope non-azeotropic mixture, especially in a refrigerator / freezer,
A Lorenz cycle can be easily constructed, and R1
A coefficient of performance higher than that of 34a can be expected. (4) Since such a mixture is composed only of 1,1-difluoroethane (R152a) and fluorinated dimethyl ethers, it may be possible to reduce the influence on global warming.
(5) Pentafluorodimethyl ether (E125)
Has low solubility in polymer compounds, excellent thermal stability, and is nonflammable. Therefore, 1,1-difluoroethane (R
152a) and other fluorinated dimethyl ethers can be used as they are in ordinary heat pump devices by limiting the composition range to (5) pentafluorodimethyl ether (E125) and 1,1-difluoroethane. The binary system consisting only of (R152a) has a low GWP of R152a and is useful as a substitute for R134a.

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

【図1】E125、R152a、E170の三種のエー
テル類の混合物によって構成される作動流体の、一定温
度・一定圧力における平衡状態を三角座標図
FIG. 1 is a triangular coordinate diagram showing the equilibrium state of a working fluid composed of a mixture of three kinds of ethers E125, R152a, and E170 at a constant temperature and a constant pressure.

【図2】E125、R152a、E143aの三種のエ
ーテル類の混合物によって構成される作動流体の、一定
温度・一定圧力における平衡状態を三角座標図
FIG. 2 is a triangular coordinate diagram showing an equilibrium state of a working fluid composed of a mixture of three kinds of ethers E125, R152a, and E143a at a constant temperature and a constant pressure.

【図3】E125、R152a、E134aの三種のエ
ーテル類の混合物によって構成される作動流体の、一定
温度・一定圧力における平衡状態を三角座標図
FIG. 3 is a triangular coordinate diagram showing the equilibrium state of a working fluid composed of a mixture of three kinds of ethers E125, R152a, and E134a at a constant temperature and a constant pressure.

【図4】E125、R152a、E152aの三種のエ
ーテル類の混合物によって構成される作動流体の、一定
温度・一定圧力における平衡状態を三角座標図
FIG. 4 is a triangular coordinate diagram showing the equilibrium state of a working fluid composed of a mixture of three kinds of ethers E125, R152a, and E152a at a constant temperature and a constant pressure.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 気液平衡線(R134a −30℃相当) 2 気液平衡線(R134a 0℃相当) 3 気液平衡線(R134a 50℃相当) V 飽和気相線 L 飽和気相線 1 Gas-liquid equilibrium line (R134a-30 ° C equivalent) 2 Gas-liquid equilibrium line (R134a 0 ° C equivalent) 3 Gas-liquid equilibrium line (R134a 50 ° C equivalent) V Saturated vapor phase line L Saturated vapor phase line

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松尾 光晴 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Mitsuharu Matsuo 1006 Kadoma, Kadoma City, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ペンタフルオロジメチルエーテル15〜8
5重量%と、1,1−ジフルオロエタン85重量%以下
と、2の炭素原子と1の酸素原子と水素原子と弗素原子
とのみから成るフッ化ジメチルエーテル類として、ジメ
チルエーテル75重量%以下またはトリフルオロジメチ
ルエーテル75重量%以下またはテトラフルオロジメチ
ルエーテル65重量%以下またはジフルオロジメチルエ
ーテル35重量%以下のいずれかから選択された一種を
含む3成分からなることを特徴とするジメチルエーテル
系混合作動流体。
1. Pentafluorodimethyl ether 15-8
5% by weight, 85% by weight or less of 1,1-difluoroethane, 75% by weight or less of dimethyl ether or trifluorodimethyl ether, as a fluorinated dimethylether consisting only of 2 carbon atoms, 1 oxygen atom, 1 hydrogen atom and 1 fluorine atom. A dimethyl ether-based mixed working fluid comprising three components including one selected from 75% by weight or less, 65% by weight or less of tetrafluorodimethyl ether or 35% by weight or less of difluorodimethyl ether.
【請求項2】ペンタフルオロジメチルエーテル15〜8
5重量%と1,1−ジフルオロエタン85重量%以下の
みを含む2成分からなることを特徴とするジメチルエー
テル系混合作動流体。
2. Pentafluorodimethyl ether 15-8
A dimethyl ether-based mixed working fluid comprising two components containing only 5% by weight and 85% by weight or less of 1,1-difluoroethane.
【請求項3】ペンタフルオロジメチルエーテル15〜8
5重量%と、1,1−ジフルオロエタン85重量%以下
と、2の炭素原子と1の酸素原子と水素原子と弗素原子
とのみから成るフッ化ジメチルエーテル類から選択され
た一種を含む請求項1記載のジメチルエーテル系混合作
動流体を使用したヒートポンプ装置。
3. Pentafluorodimethyl ether 15-8
5. A fluorinated dimethyl ether consisting of 5% by weight, 85% by weight or less of 1,1-difluoroethane, and 2 carbon atoms, 1 oxygen atom, hydrogen atom and fluorine atom. A heat pump device using the dimethyl ether-based mixed working fluid.
【請求項4】ペンタフルオロジメチルエーテル15〜8
5重量%と1,1−ジフルオロエタン85重量%以下の
みを含むのみを含む請求項2記載のジメチルエーテル系
混合作動流体を使用したヒートポンプ装置。
4. Pentafluorodimethyl ether 15-8
The heat pump apparatus using a dimethyl ether-based mixed working fluid according to claim 2, which contains only 5% by weight and 85% by weight or less of 1,1-difluoroethane.
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