JPH07126678A - Dimethyl ethereal mixed working fluid and heat pump device using the same - Google Patents

Dimethyl ethereal mixed working fluid and heat pump device using the same

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JPH07126678A
JPH07126678A JP5301205A JP30120593A JPH07126678A JP H07126678 A JPH07126678 A JP H07126678A JP 5301205 A JP5301205 A JP 5301205A JP 30120593 A JP30120593 A JP 30120593A JP H07126678 A JPH07126678 A JP H07126678A
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JP
Japan
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weight
ether
working fluid
temperature
boiling point
Prior art date
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Application number
JP5301205A
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, capable of providing a substitute for a fluorocarbon R134a and hardly affecting the ozonosphere of the stratosphere. CONSTITUTION:This mixed working fluid contains 5-60wt.% difluoromethane and two selected from any of <=95wt.% dimethyl ether, <=95wt.% trifluorodimethyl ether, <=95wt.% tetrafluorodimethyl ether and <=85wt.% difluorodimethyl ether as fluorinated dimethyl ethers composed of only two carbon atoms, one oxygen atom, hydrogen atoms and fluorine atoms or 5-60wt.% difluoromethane and only one selected from either of <=95wt.% tetrafluorodimethyl ether and <=85wt.% difluorodimethyl ether.

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ジ
フルオロメ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 an alternative working fluid to 34a, and the present invention proposes a mixture of chlorine-free fluorinated dimethyl ethers and difluoromethane.

【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-チ フォア ニュー リフリッシ゛ランツ, アシュレ,ス゛
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、ジフルオロメタンと混合されて、1,1,1,2
−テトラフルオロエタン(CF3−CH2F、R134a、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、CF3-O
-CHF2、沸点−35℃) (2)ジメチルエーテル(E170、CH3-O-CH3、沸点−2
4℃) (3)トリフルオロジメチルエーテル(E143a、CF3-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 Bu Yonto Shiefu CS Ekusutente Bu Bu Inku The service -.. Chi Fore New Rifurisshi Bu Lantz, Asure, vinegar Bu
1989 See CFC Conference.) With 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. In particular, ethers containing a hydrogen atom have a boiling point of −40 ° C. or higher under atmospheric pressure, and thus are mixed with difluoromethane to give 1,1,1,2.
A mixture having a boiling point equivalent to that of tetrafluoroethane (CF 3 —CH 2 F, R134a, boiling point −27 ° C.), (1) pentafluorodimethyl ether (E125, CF 3 —O
-CHF 2 , boiling point -35 ° C) (2) Dimethyl ether (E170, CH 3 -O-CH 3 , boiling point -2)
4 ° 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 ℃) (5) difluoro dimethyl 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. J. Kurilo and R. E. Huyer , Late Constants Fore Reactions Off-Off High-Heavy Lateral Wise - stealth Bu, the sheet Bu Yanaruofu Bu Fishi Bu Cal chemistry), the OH radical reaction in the atmosphere, it is largely fluoride ether having an oxygen atom between than ethane-free hydrofluorocarbon,
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、ジフルオロメタン(R32)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、E170、E143a、E134a、E15
2aのいずれかから選択された二種または一種以上であ
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R134a
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-mentioned problems, the present invention is a mixed working fluid composed of difluoromethane (R32) and dimethyl ethers, which comprises 2 carbon atoms, 1 oxygen atom, hydrogen atom and fluorine. It includes two or more selected from fluorinated dimethyl ethers consisting only of atoms. The fluorinated dimethyl ethers mixed here are E170, E143a, E134a, E15.
Two or more kinds selected from any of 2a, and the mixed working fluid according to the present invention is composed of three kinds or two kinds in total. The present invention further provides that the composition range of these mixtures is such that the vapor pressure of the mixture is approximately R134a.
It is specified to be equivalent to. 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、ジフルオロメタン(R32)と、大気圧下に−25
℃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 working fluid is mixed with difluoromethane (R32) at -25 at atmospheric pressure by the above combination.
It has a boiling point of ℃ or above and has almost no ozone depletion potential,
Ethers that do not contain chlorine in the molecular structure (ODP = 0)
By using a mixture of two or more selected from the above, it is possible to almost completely eliminate the effect on the stratospheric ozone layer, similar to R134a. 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R32と、R134aより高沸点であるE170、E
143a、E134a、E152aのいずれかから選択
された二種または一種以上を混合し、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、R134
aの代替としてR12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 R32, which has a lower boiling point than R134a, and E170, E, which has a higher boiling point than R134a.
By mixing two or more selected from any one of 143a, E134a, and E152a and specifying the composition range thereof, the usage temperature of a heat pump device such as a refrigerator-freezer, a car cooler, and a large refrigerator is about -30. ~
At 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.
This makes it possible to provide a working fluid that can be used even in the current equipment using R12 as an alternative to a.

【0013】またかかる混合物は、沸点差が50deg
以内のジフルオロメタン(R32)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(COP)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 50 deg.
Since it is a mixture of difluoromethane (R32) and fluorinated dimethyl ethers within the range, it is expected to be a near-azeotropic non-azeotropic mixture, and since it has a small temperature gradient in the condensation process and the evaporation process, a heat source fluid such as air By configuring a Lorentz cycle in which the temperature difference between and is close to each other, a heat pump device having a coefficient of performance (COP) higher than that of R134a can be configured. Especially in a refrigerator-freezer, in order to make the frost on the evaporator uniform,
It is usual to construct an evaporator long in the flow direction of cooling air, and the outlet side of the working fluid whose temperature rises during the evaporation process exchanges heat with the inlet side of the cooling air so that the operation becomes the lowest in the evaporation process. A Lorenz cycle can be easily constructed by exchanging heat between the inlet side of the fluid and 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)の小さいジフルオロメタン
(R32)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。R32やE170、E143a、E152
a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 difluoromethane (R32), which has a smaller global warming potential (GWP) than R134a, and fluorinated dimethyl ethers, it is possible that the effect on global warming can be reduced. . R32, E170, E143a, E152
By further limiting the composition range of the fluorinated dimethyl ethers of a to the non-flammable range, it 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、ジフルオロメタン(R
32)とジメチルエーテル類からなる混合作動流体であ
り、E170、E143a、E134a、E152aの
いずれかから選択された二種または一種以上を含む。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。
EXAMPLE A working fluid of the present invention is difluoromethane (R
32) and dimethyl ethers, which is a mixed working fluid containing two or more selected from E170, E143a, E134a, and 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、ジフルオロメタン(R32、CH2F
2、沸点−52℃)、ジメチルエーテル(E170、CH3
-O-CH3、沸点−24℃)、トリフルオロジメチルエー
テル(E143a、CF3-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。
FIG. 1 shows difluoromethane (R32, CH 2 F
2 , boiling point -52 ° C), dimethyl ether (E170, CH 3
-O-CH 3 , boiling point -24 ° C), equilibrium of working fluid composed of trifluorodimethyl ether (E143a, CF 3 -O-CH 3 , boiling point -23 ° C) at constant temperature and constant pressure The state is shown using triangular coordinates.

【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、カークーラや大型冷凍機に好適である。
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 has the same condensation pressure as that of R134a at a temperature of 50 ° C. Therefore, it is suitable for a refrigerator-freezer. is there.
The composition between the gas-liquid parallel lines 2 and 3 has a temperature of 0.
Has almost the same evaporation pressure as R134a at ℃,
Since it has almost the same condensing pressure as R134a at a temperature of 50 ° C., it is suitable for car coolers and large refrigerators.

【0020】図からわかるように、R32、E170及
びE143aがそれぞれ略5〜略25重量%、0〜略9
5重量%、0〜略95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、R3
2、E170及びE143aがそれぞれ略5〜略25重
量%、0〜略90重量%、0〜略95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R1
34a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, R32, E170 and E143a are approximately 5 to approximately 25% by weight and 0 to approximately 9% by weight, respectively.
The composition range of 5% by weight and 0 to approximately 95% by weight is
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. Furthermore, R3
2, E170 and E143a have compositional ranges such that they are approximately 5 to approximately 25% by weight, 0 to approximately 90% by weight, and 0 to approximately 95% by weight, respectively, at a use temperature of approximately 0 to approximately 50 ° C.
It is desirable because it has a vapor pressure almost equal to that of 34a.

【0021】図2は、ジフルオロメタン(R32、CH2F
2、沸点−52℃)、ジメチルエーテル(E170、CH3
-O-CH3、沸点−24℃)、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。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 difluoromethane (R32, CH 2 F
2 , boiling point -52 ° C), dimethyl ether (E170, CH 3
-O-CH 3 , boiling point -24 ° C), tetrafluorodimethyl ether (E134a, CF 3 -O-CH 2 F, boiling point -20 ° C) working fluid at a constant temperature and a constant pressure The equilibrium state is shown using triangular coordinates. Also in FIG. 2, 1 indicates a temperature of −30 ° C. and a pressure of 0.
8 is a gas-liquid equilibrium line of the mixture at 0849 MPa, 2 is a gas-liquid equilibrium line of the mixture at a temperature of 0 ° C. and a pressure of 0.2933 MPa, and 3 is a gas-liquid equilibrium line of the mixture at a temperature of 50 ° C. and a pressure of 1.3173 MPa. It is a balance line.

【0022】この場合には、R32、E170及びE1
34aがそれぞれ略5〜略25重量%、0〜略95重量
%、0〜略95重量%となるような組成範囲が、略−3
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く、R32、E170及び
E134aがそれぞれ略5〜略25重量%、0〜略90
重量%、0〜略95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, R32, E170 and E1
34a is approximately 5 to approximately 25% by weight, 0 to approximately 95% by weight, and 0 to approximately 95% by weight, respectively.
It is desirable because it has a vapor pressure almost equal to that of R134a at a use temperature of 0 to about 50 ° C.
A composition range such that the weight percent is 0 to approximately 95 weight percent is desirable at a utilization temperature of approximately 0 to approximately 50 ° C.

【0023】図3は、ジフルオロメタン(R32、CH2F
2、沸点−52℃)、ジメチルエーテル(E170、CH3
-O-CH3、沸点−24℃)、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. 3 shows difluoromethane (R32, CH 2 F
2 , boiling point -52 ° C), dimethyl ether (E170, CH 3
-O-CH 3 , boiling point -24 ° C), equilibrium state of working fluid composed of a mixture of three kinds of difluorodimethyl ether (E152a, CHF 2 -O-CH 3 , boiling point -5 ° C) at constant temperature and constant pressure Is shown using triangular coordinates.

【0024】この場合には、R32、E170及びE1
52aがそれぞれ略5〜略60重量%、0〜略95重量
%、0〜略85重量%となるような組成範囲が、略−3
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く、R32、E170及び
E152aがそれぞれ略10〜略55重量%、0〜略9
0重量%、0〜略80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, R32, E170 and E1
52a is approximately 5 to approximately 60% by weight, 0 to approximately 95% by weight, and 0 to approximately 85% by weight, respectively.
Since it has a vapor pressure almost equal to that of R134a at a use temperature of 0 to about 50 ° C., it is desirable that R32, E170 and E152a are each about 10 to about 55% by weight and 0 to about 9% by weight.
The composition range of 0% by weight, 0 to about 80% by weight,
It is desirable at a use temperature of about 0 to about 50 ° C.

【0025】図4は、ジフルオロメタン(R32、CH2F
2、沸点−52℃)、トリフルオロジメチルエーテル
(E143a、CF3-O-CH3、沸点−23℃)、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。図4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0.293
3MPa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. 4 shows difluoromethane (R32, CH 2 F
2 , boiling point −52 ° C.), trifluorodimethyl ether (E143a, CF 3 —O—CH 3 , boiling point −23 ° C.), tetrafluorodimethyl ether (E134a, CF 3 —O—CH 2 F, boiling point −20 ° C.) 3 shows the equilibrium state of the working fluid composed of the mixture of 1) at a constant temperature and a constant pressure by using triangular coordinates. Also in FIG. 4, 1 is a vapor-liquid equilibrium line of the mixture at a temperature of −30 ° C. and a pressure of 0.0849 MPa, and 2 is a temperature of 0 ° C. and a pressure of 0.293.
Is a vapor-liquid equilibrium line of the mixture at 3 MPa, and further 3
Is a vapor-liquid equilibrium line of the mixture at a temperature of 50 ° C. and a pressure of 1.3173 MPa.

【0026】この場合には、R32、E143a及びE
134aがそれぞれ略5〜略15重量%、0〜略95重
量%、0〜略95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、同じ組成範囲が、略
0〜略50℃の利用温度においても望ましい。
In this case, R32, E143a and E
The composition ranges in which 134a is approximately 5 to approximately 15% by weight, 0 to approximately 95% by weight, and 0 to approximately 95% by weight are approximately −
It is desirable because it has almost the same vapor pressure as that of R134a at a use temperature of 30 to about 50 ° C., and the same composition range is also desirable at a use temperature of about 0 to about 50 ° C.

【0027】図5は、ジフルオロメタン(R32、CH2F
2、沸点−52℃)、トリフルオロジメチルエーテル
(E143a、CF3-O-CH3、沸点−23℃)、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. 5 shows difluoromethane (R32, CH 2 F
2, boiling point -52 ° C.), trifluoroacetic ether (E143a, CF 3 -O-CH 3, boiling point -23 ° C.), difluoro dimethyl ether (E152a, CHF 2 -O-CH 3, boiling point -
A working fluid composed of a mixture of three
The equilibrium state at constant temperature and constant pressure is shown using triangular coordinates.

【0028】この場合には、R32、E143a及びE
152aがそれぞれ略5〜略60重量%、0〜略95重
量%、0〜略85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、R32、E143a
及びE152aがそれぞれ略5〜略55重量%、0〜略
95重量%、0〜略80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, R32, E143a and E
152a is approximately 5 to approximately 60% by weight, 0 to approximately 95% by weight, and 0 to approximately 85% by weight, respectively.
It is desirable because it has a vapor pressure almost equal to that of R134a at a use temperature of 30 to about 50 ° C., R32, E143a
And E152a are preferably in a composition range such that they are approximately 5 to approximately 55% by weight, 0 to approximately 95% by weight, and 0 to approximately 80% by weight, respectively, at a use temperature of approximately 0 to approximately 50 ° C.

【0029】図6は、ジフルオロメタン(R32、CH2F
2、沸点−52℃)、テトラフルオロジメチルエーテル
(E134a、CF3-O-CH2F、沸点−20℃)、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。図6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0.2933MP
a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. 6 shows difluoromethane (R32, CH 2 F
2, boiling point -52 ° C.), tetrafluoro ether (E134a, CF 3 -O-CH 2 F, boiling point -20 ° C.), difluoro dimethyl ether (E152a, CHF 2 -O-CH 3, boiling point -
A working fluid composed of a mixture of three
The equilibrium state at constant temperature and constant pressure is shown using triangular coordinates. Also in FIG. 6, 1 is temperature −30.
It is a vapor-liquid equilibrium line of the mixture at ℃ · pressure 0.0849MPa, and 2 is temperature 0 ℃ · pressure 0.2933MP
The vapor-liquid equilibrium line of the mixture in a, and 3 is the vapor-liquid equilibrium line of the mixture at a temperature of 50 ° C. and a pressure of 1.3173 MPa.

【0030】この場合には、R32、E134a及びE
152aがそれぞれ略5〜略60重量%、0〜略95重
量%、0〜略85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、R32、E134a
及びE152aがそれぞれ略5〜略55重量%、0〜略
95重量%、0〜略80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, R32, E134a and E
152a is approximately 5 to approximately 60% by weight, 0 to approximately 95% by weight, and 0 to approximately 85% by weight, respectively.
It is desirable because it has a vapor pressure almost the same as that of R134a at a use temperature of 30 to about 50 ° C.
And E152a are preferably in a composition range such that they are approximately 5 to approximately 55% by weight, 0 to approximately 95% by weight, and 0 to approximately 80% by weight, respectively, at a use temperature of approximately 0 to approximately 50 ° C.

【0031】これらを総合すると、ジフルオロメタン5
〜60重量%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95重量%以下またはトリフ
ルオロジメチルエーテル95重量%以下またはテロラフ
ルオロジメチルエーテル95重量%以下またはジフルオ
ロジメチルエーテル85重量%以下のいずれかから選択
された二種または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。
When these are put together, difluoromethane 5
As a fluorinated dimethyl ether consisting of ˜60% by weight, 2 carbon atoms, 1 oxygen atom, hydrogen atom and fluorine atom, 95% by weight or less of dimethyl ether or 95% by weight or less of trifluorodimethyl ether or 95% by weight of terrafluorodimethyl ether % Or less than 85% by weight of difluorodimethyl ether, a mixed working fluid containing two or more selected from 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.

【0032】さらに好適な組成範囲として、ジフルオロ
メタン5〜55重量%と、ジメチルエーテル90重量%
以下またはトリフルオロジメチルエーテル95重量%以
下またはテロラフルオロジメチルエーテル95重量%以
下またはジフルオロジメチルエーテル80重量%以下の
いずれかから選択された二種または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 5 to 55% by weight of difluoromethane and 90% by weight of dimethyl ether.
A mixed working fluid containing two or more selected from the following or 95% by weight or less of trifluorodimethyl ether or 95% by weight or less of terafluorodimethylether or 80% by weight or less of difluorodimethyl ether is used at a temperature of about 0 to about 50 ° C. R134a at temperature
It is desirable because it has a vapor pressure almost equal to.

【0033】なお、ジフルオロメタン(R32)と、各
ジメチルエーテル類の2成分からなる混合作動流体の場
合には、R134aと同等の蒸気圧とするための組成範
囲は、各三角座標のR32と各ジメチルエーテル類を結
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。
In the case of a mixed working fluid consisting of two components of difluoromethane (R32) and each dimethyl ether, the composition range for obtaining a vapor pressure equivalent to that of R134a is R32 of each triangular coordinate and each dimethyl ether. The range on the side connecting the classes is preferable, but it is considered that even a mixture derived from the above specified composition range has a vapor pressure slightly higher than that of R134a, which is not a practical problem.

【0034】例えば、ジフルオロメタン(R32)5〜
60重量%とテロラフルオロジメチルエーテル(E13
4a)95重量%以下のみからなる2成分系は、R32
のGWPが低く、R32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R32が5〜3
0重量%、E134aが70〜95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R32が5〜15重量%、E134aが8
5〜95重量%に比べ、R32の組成割合が多く、R1
34a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、ジフルオ
ロメタン(R32)とテロラフルオロジメチルエーテル
(E134a)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。
For example, difluoromethane (R32) 5
60% by weight and terra fluorodimethyl ether (E13
4a) A two-component system consisting only of 95% by weight or less is R32
It is considered that if the GWP is low and the flammability of R32 is 30 wt% or less, it can be almost reduced. This R32 is 5-3
The composition range such that 0 wt% and E134a are 70 to 95 wt% is 5 to 15 wt% for R32 and 8 for E134a, which is a composition range for obtaining a vapor pressure equivalent to that of R134a.
Compared to 5 to 95% by weight, the composition ratio of R32 is high,
It shows a vapor pressure slightly higher than that of 34a, and is considered to have a higher refrigerating capacity than R134a. Therefore, a binary system consisting only of difluoromethane (R32) and terrafluorodimethyl ether (E134a) is also useful as an alternative to R134a.

【0035】(表1)は、R32とE134a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、ジフルオロメ
タン(R32)5〜60重量%とテロラフルオロジメチ
ルエーテル(E134a)40〜95重量%のみからな
る2成分系は、R32の組成割合が増えるにつれて、凝
縮圧力と蒸発圧力もR134aよりも高くなり、そのた
め冷凍能力もR134aに比べて飛躍的に大きくなる
が、成績係数はR134aに近い。また凝縮過程と蒸発
過程における温度勾配は10deg以下であり、近共沸
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R32が5〜15重量%とE13
4aが85〜95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
数はR134aよりも向上する。また上記したR32が
5〜30重量%とE134aが70〜95重量%からな
る2成分系は、R32の組成割合が多くなるにつれて、
R134aよりも若干高い蒸気圧を示すが、成績係数は
R134aよりも向上しており、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 R32 and E134a. The conditions are the case where the condensation average temperature is 50 ° C., the evaporation average temperature is −30 ° C., the condenser outlet supercooling degree is 0 deg, and the evaporator outlet superheat degree is 0 deg. As can be seen from (Table 1), the two-component system consisting of 5 to 60% by weight of difluoromethane (R32) and 40 to 95% by weight of telorafluorodimethyl ether (E134a) has a condensing pressure and a condensation pressure as R32 increases. The evaporation pressure is also higher than that of R134a, and thus the refrigerating capacity is significantly larger than that of R134a, but the coefficient of performance is close to that of R134a. In addition, the temperature gradient in the condensation process and the evaporation process is 10 deg or less, and a near azeotropic mixture is formed. Further, R32, which is a composition range for obtaining a vapor pressure equivalent to that of R134a, is 5 to 15% by weight and E13.
The two-component system in which 4a is 85 to 95% by weight exhibits almost the same characteristics as R134a, but rather has a higher refrigerating capacity and a coefficient of performance than R134a. The above-mentioned two-component system in which R32 is 5 to 30% by weight and E134a is 70 to 95% by weight, the composition ratio of R32 increases,
Although it shows a slightly higher vapor pressure than R134a, the coefficient of performance is higher than that of 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).

【0036】[0036]

【表1】 [Table 1]

【0037】同様に、ジフルオロメタン(R32)5〜
60重量%とジフルオロジメチルエーテル(E152
a)85重量%以下のみからなる2成分系は、可燃性で
あると考えられるが、R32のGWPが低く、E152
aの対応するエタン系フロンであるR152aのGWP
が低いことから考えてE152aのGWPも低くなると
予想される。従って、ジフルオロメタン(R32)とジ
フルオロジメチルエーテル(E152a)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。
Similarly, difluoromethane (R32) 5
60% by weight and difluorodimethyl ether (E152
a) A two-component system consisting only of 85% by weight or less is considered flammable, but the GWP of R32 is low and E152
GWP of R152a which is the corresponding ethane-based CFC of a
It is expected that the GWP of E152a will also be low in view of the low value. Therefore, a binary system consisting only of difluoromethane (R32) and difluorodimethyl ether (E152a) is also useful as an alternative to R134a.

【0038】(表2)は、R32とE152a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2からわかるように、ジフルオロメタン
(R32)15〜60重量%とジフルオロジメチルエー
テル(E152a)40〜85重量%のみからなる2成
分系は、R32の組成割合が増えるにつれて、凝縮圧力
と蒸発圧力もR134aよりも高くなり、そのため冷凍
能力もR134aに比べて飛躍的に大きくなるが、成績
係数はR134aよりも向上する。また凝縮過程と蒸発
過程における温度勾配は、本発明の中で最も沸点差の大
きい組み合わせであるため、非共沸混合物となる。この
温度勾配を逆に利用して、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2)
よりも高い成績係数を期待できる。
Table 2 shows the ideal refrigerating performance of a two-component system consisting only of R32 and E152a. The conditions are the case where the condensation average temperature is 50 ° C., the evaporation average temperature is −30 ° C., the condenser outlet supercooling degree is 0 deg, and the evaporator outlet superheat degree is 0 deg. As can be seen from Table 2, the two-component system consisting only of 15 to 60% by weight of difluoromethane (R32) and 40 to 85% by weight of difluorodimethyl ether (E152a) has a condensing pressure and an evaporating pressure as the composition ratio of R32 increases. It is higher than R134a, and thus the refrigerating capacity is also remarkably larger than R134a, but the coefficient of performance is higher than R134a. Further, the temperature gradient in the condensation process and the evaporation process is a combination that has the largest difference in boiling point in the present invention, so that it becomes a non-azeotropic mixture. By utilizing this temperature gradient in reverse, a Lorenz cycle in which the temperature difference between the heat source fluid and the heat source fluid is close to one another can be obtained (Table 2).
You can expect a higher coefficient of performance.

【0039】[0039]

【表2】 [Table 2]

【0040】また、以上の実施例においては作動流体
は、ジフルオロメタンと二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 difluoromethane and two kinds of ethers. However, the working fluid is composed of tetrafluorodimethyl ether, tetrafluorodimethyl ether and difluorodimethyl ether structural isomers. It is of course possible to constitute the working fluid by a mixture of at least one ether.

【0041】[0041]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
は、ジフルオロメタン(R32)5〜60重量%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二種
または一種を含み、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−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、R134aよ
りも高い成績係数を期待できる。 (4)かかる混合物は、ジフルオロメタン(R32)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)ジフルオロメタン(R32)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)ジフルオロメタン(R32)とテロラフルオロジ
メチルエーテル(E134a)のみからなる2成分系
や、ジフルオロメタン(R32)とジフルオロジメチル
エーテル(E152a)のみからなる2成分系は、GW
Pが低いと予想され、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 comprises difluoromethane (R32) of 5 to 60% by weight and 2
CFCs and ethers containing two or more selected from fluorinated dimethyl ethers consisting of only carbon atoms, one oxygen atom, one hydrogen atom and one fluorine atom, and a working fluid containing no chlorine in the molecular structure. It is possible to expand the range of selection of the working fluid in which (1) the effect on the stratospheric ozone layer is almost the same as that of R134a, by making the mixture consisting of only one and specifying its composition range. (2) At the operating temperature of a heat pump device such as a refrigerator-freezer, a car cooler, and a large-scale refrigerator, which is approximately −30 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 that of R134a. R as an alternative to R134a
It can also be used with the current equipment using 12. (3) It is expected that such a mixture will be an almost azeotropic non-azeotropic mixture, and especially in a refrigerator / freezer, a Lorenz cycle can be easily constituted, and a higher coefficient of performance can be expected than that of R134a. (4) Since such a mixture is composed only of difluoromethane (R32) and fluorinated dimethyl ethers, it is possible that the influence on global warming can be reduced. (5) By limiting the composition range of difluoromethane (R32) and other fluorinated dimethyl ethers to a non-flammable range, the composition can be used as it is in a normal heat pump device. (6) The two-component system consisting of difluoromethane (R32) and terrafluorodimethylether (E134a) or the two-component system consisting of difluoromethane (R32) and difluorodimethylether (E152a) is GW
It is expected to have a low P and is useful as an alternative to R134a. And so on.

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

【図1】R32、E170、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. 1 is a triangular coordinate diagram showing the equilibrium state of a working fluid composed of a mixture of three kinds of ethers R32, E170, and E143a at a constant temperature and a constant pressure.

【図2】R32、E170、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. 2 is a triangular coordinate diagram showing the equilibrium state of a working fluid composed of a mixture of three kinds of ethers R32, E170, and E134a at a constant temperature and a constant pressure.

【図3】R32、E170、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. 3 is a triangular coordinate diagram showing an equilibrium state of a working fluid composed of a mixture of three kinds of ethers R32, E170, and E152a at a constant temperature and a constant pressure.

【図4】R32、E143a、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. 4 is a triangular coordinate diagram showing an equilibrium state of a working fluid composed of a mixture of three kinds of ethers R32, E143a, and E134a at a constant temperature and a constant pressure.

【図5】R32、E143a、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. 5 is a triangular coordinate diagram showing the equilibrium state of a working fluid composed of a mixture of three kinds of ethers R32, E143a, and E152a at a constant temperature and a constant pressure.

【図6】R32、E134a、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. 6 is a triangular coordinate diagram showing the equilibrium state of a working fluid composed of a mixture of three kinds of ethers R32, E134a, and E152a at a constant temperature and a constant pressure.

【符号の説明】 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[Explanation of symbols] 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 (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C10M 105:52 105:54) C10N 40:30 (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 the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Internal reference number in the agency FI Technical indication location C10M 105: 52 105: 54) C10N 40:30 (72) Inventor Mitsuharu Matsuo 1006 Kadoma, Kadoma, Osaka Prefecture Matsushita Denki Sangyo Co., Ltd.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ジフルオロメタン5〜60重量%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95重量%以下またはトリフルオロジメチルエーテ
ル95重量%以下またはテロラフルオロジメチルエーテ
ル95重量%以下またはジフルオロジメチルエーテル8
5重量%以下のいずれかから選択された二種を含む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. As a fluorinated dimethyl ether consisting of 5 to 60% by weight of difluoromethane, 2 carbon atoms, 1 oxygen atom, 1 hydrogen atom and 1 fluorine atom, dimethyl ether 95% by weight or less or trifluorodimethyl ether 95% by weight. % Or less or terra fluorodimethyl ether 95% by weight or less or difluorodimethyl ether 8
A dimethyl ether-based mixed working fluid comprising three components containing two kinds selected from 5% by weight or less.
【請求項2】ジフルオロメタン5〜60重量%と、テロ
ラフルオロジメチルエーテル95重量%以下またはジフ
ルオロジメチルエーテル85重量%以下のいずれかから
選択された一種のみを含む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. A dimethyl ether system comprising 5 to 60% by weight of difluoromethane and two components containing only one kind selected from 95% by weight or less of telorafluorodimethyl ether and 85% by weight or less of difluorodimethylether. Mixed working fluid.
【請求項3】ジフルオロメタン5〜60重量%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二種を
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. A fluorinated dimethyl ether consisting of 5 to 60% by weight of difluoromethane and 2 carbon atoms, 1 oxygen atom, hydrogen atom and fluorine atom. A heat pump device that uses a dimethyl ether-based working fluid.
【請求項4】ジフルオロメタン5〜60重量%と、テロ
ラフルオロジメチルエーテル95重量%以下またはジフ
ルオロジメチルエーテル85重量%以下のいずれかから
選択された一種のみを含む請求項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. The dimethyl ether-based mixed working fluid according to claim 2, which contains 5 to 60% by weight of difluoromethane and only one kind selected from 95% by weight or less of telorafluorodimethyl ether and 85% by weight or less of difluorodimethylether. The heat pump device used.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999041324A1 (en) * 1998-02-16 1999-08-19 Daikin Industries, Ltd. Refrigerant composition

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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