JPH07216348A - 冷 媒 - Google Patents
冷 媒Info
- Publication number
- JPH07216348A JPH07216348A JP6008878A JP887894A JPH07216348A JP H07216348 A JPH07216348 A JP H07216348A JP 6008878 A JP6008878 A JP 6008878A JP 887894 A JP887894 A JP 887894A JP H07216348 A JPH07216348 A JP H07216348A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- hfc
- refrigerant
- performance
- gas
- present
- Prior art date
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- Pending
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- Lubricants (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 冷凍性能に優れ不燃性でかつ環境を破壊しな
い冷媒を提供する。 【構成】 ジフルオロメタン２５〜３５重量％、１，
１，１，２−テトラフルオロエタン６２〜７４重量％お
よびトリフルオロメタン１〜３重量％よりなる冷媒。 【効果】 極少量のトリフルオロメタンの添加により、
冷凍性能を低下させずに不燃性にでき、安全な冷媒がえ
られる。
い冷媒を提供する。 【構成】 ジフルオロメタン２５〜３５重量％、１，
１，１，２−テトラフルオロエタン６２〜７４重量％お
よびトリフルオロメタン１〜３重量％よりなる冷媒。 【効果】 極少量のトリフルオロメタンの添加により、
冷凍性能を低下させずに不燃性にでき、安全な冷媒がえ
られる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は冷媒、特に空調用冷凍機
や冷凍冷蔵庫、ヒートポンプおよびランキンサイクル用
の作動流体などに好適に使用されうる冷媒に関する。
や冷凍冷蔵庫、ヒートポンプおよびランキンサイクル用
の作動流体などに好適に使用されうる冷媒に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、作動液ないし冷媒としては、クロ
ロフルオロ炭化水素、フルオロ炭化水素、これらの共沸
組成物ならびにその近辺の組成の組成物が知られてい
る。これらのうち、現在冷凍機用の作動流体としてはト
リクロロフルオロメタン（ＣＦＣ−１１）、ジクロロジ
フルオロメタン（ＣＦＣ−１２）、クロロジフルオロメ
タン（ＨＣＦＣ−２２）などが主に利用されている。
ロフルオロ炭化水素、フルオロ炭化水素、これらの共沸
組成物ならびにその近辺の組成の組成物が知られてい
る。これらのうち、現在冷凍機用の作動流体としてはト
リクロロフルオロメタン（ＣＦＣ−１１）、ジクロロジ
フルオロメタン（ＣＦＣ−１２）、クロロジフルオロメ
タン（ＨＣＦＣ−２２）などが主に利用されている。
【０００３】しかしながら、近年フロンガスが大気中に
放出されたばあい、水素を含まないあるいは水素含有量
の少ないある種のクロロフルオロ炭化水素（ＣＦＣ）が
成層圈のオゾン層を破壊し、その結果、人類を含む地球
上の生態系に重大な悪影響を及ぼす恐れのあることが指
摘されている。したがって、オゾン層破壊の可能性の高
いクロロフルオロ炭化水素については、国際的な取り決
めにより１９９５年に廃止が決められている。またオゾ
ン破壊能が小さいといわれている水素を含むハイドロク
ロロフルオロ炭化水素（ＨＣＦＣ）についても２０２０
年の原則全廃が決定している。このような事情のもと、
オゾン層破壊問題を生じる危険性のない新たな冷媒の開
発が緊急の課題となっている。
放出されたばあい、水素を含まないあるいは水素含有量
の少ないある種のクロロフルオロ炭化水素（ＣＦＣ）が
成層圈のオゾン層を破壊し、その結果、人類を含む地球
上の生態系に重大な悪影響を及ぼす恐れのあることが指
摘されている。したがって、オゾン層破壊の可能性の高
いクロロフルオロ炭化水素については、国際的な取り決
めにより１９９５年に廃止が決められている。またオゾ
ン破壊能が小さいといわれている水素を含むハイドロク
ロロフルオロ炭化水素（ＨＣＦＣ）についても２０２０
年の原則全廃が決定している。このような事情のもと、
オゾン層破壊問題を生じる危険性のない新たな冷媒の開
発が緊急の課題となっている。
【０００４】本発明者らは冷媒機用としての特性にすぐ
れ、かつ大気中に放出されたばあいにもオゾン層に影響
を及ぼすことのない新たな冷媒をうるべく種々の研究を
重ねてきた。その結果、一群のハイドロフルオロ炭化水
素（ＨＦＣ）から選択されたジフルオロメタン（ＨＦＣ
−３２）と１，１，１，２−テトラフルオロエタン（Ｈ
ＦＣ−１３４ａ）を組み合わせたものが、クロロジフル
オロメタン（ＨＣＦＣ−２２）の代替品として有用であ
ることを見出した（特開昭６４−７９２８８号公報参
照）。
れ、かつ大気中に放出されたばあいにもオゾン層に影響
を及ぼすことのない新たな冷媒をうるべく種々の研究を
重ねてきた。その結果、一群のハイドロフルオロ炭化水
素（ＨＦＣ）から選択されたジフルオロメタン（ＨＦＣ
−３２）と１，１，１，２−テトラフルオロエタン（Ｈ
ＦＣ−１３４ａ）を組み合わせたものが、クロロジフル
オロメタン（ＨＣＦＣ−２２）の代替品として有用であ
ることを見出した（特開昭６４−７９２８８号公報参
照）。
【０００５】この組み合せはＨＣＦＣ−２２と極めて類
似した特性を有し、冷凍能力、成績係数ともすぐれたも
のである。
似した特性を有し、冷凍能力、成績係数ともすぐれたも
のである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ＨＦＣ−３２／ＨＦＣ
−１３４ａの組み合わせでは非常に低温の条件（−３０
〜−４０℃）で気相が漏洩したばあい、ＨＦＣ−３２の
濃度が５６％（重量％。以下同様）以上のとき（２５℃
において）燃焼することが知られている（第２７回空気
調和・冷凍連合講演会、６３、４）。またこの報告によ
れば、環境温度と漏洩ガス中のＨＦＣ−３２の初期濃度
は図３のとおりである。
−１３４ａの組み合わせでは非常に低温の条件（−３０
〜−４０℃）で気相が漏洩したばあい、ＨＦＣ−３２の
濃度が５６％（重量％。以下同様）以上のとき（２５℃
において）燃焼することが知られている（第２７回空気
調和・冷凍連合講演会、６３、４）。またこの報告によ
れば、環境温度と漏洩ガス中のＨＦＣ−３２の初期濃度
は図３のとおりである。
【０００７】図３によると、ＨＦＣ−３２／ＨＦＣ−１
３４ａ（３０／７０重量比）を例にとれば、−２０℃以
下になると初期漏洩ガス中のＨＦＣ−３２の濃度は５６
％を超えるために可燃になることを示している。
３４ａ（３０／７０重量比）を例にとれば、−２０℃以
下になると初期漏洩ガス中のＨＦＣ−３２の濃度は５６
％を超えるために可燃になることを示している。
【０００８】本発明者らはＨＦＣ−３２／ＨＦＣ−１３
４ａ系のすぐれた冷媒としての特性を維持しながら、燃
焼性の問題を解決すべく鋭意検討を加えた結果、ＨＦＣ
−３２／ＨＦＣ−１３４ａ混合冷媒にトリフルオロメタ
ン（ＨＦＣ−２３）を１〜３％と極少量添加することに
より解決できることを見出した。
４ａ系のすぐれた冷媒としての特性を維持しながら、燃
焼性の問題を解決すべく鋭意検討を加えた結果、ＨＦＣ
−３２／ＨＦＣ−１３４ａ混合冷媒にトリフルオロメタ
ン（ＨＦＣ−２３）を１〜３％と極少量添加することに
より解決できることを見出した。
【０００９】ＨＦＣ−２３、ＨＦＣ−３２、ＨＦＣ−１
３４ａの混合冷媒に関するものとしてはすでに特開平３
−１７２３８５号公報で知られているが、これはＨＦＣ
−２３の含量が５０％以下と多く実用上使用できない部
分を多く含むものであると共に、ＨＦＣ−２３の有用性
として燃焼性改善のことについては一切触られていな
い。本発明者らは冷媒特性に影響を与えず、しかも燃焼
性の改善をする目的でＨＦＣ−２３を少量限定的に使用
するものである。
３４ａの混合冷媒に関するものとしてはすでに特開平３
−１７２３８５号公報で知られているが、これはＨＦＣ
−２３の含量が５０％以下と多く実用上使用できない部
分を多く含むものであると共に、ＨＦＣ−２３の有用性
として燃焼性改善のことについては一切触られていな
い。本発明者らは冷媒特性に影響を与えず、しかも燃焼
性の改善をする目的でＨＦＣ−２３を少量限定的に使用
するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、２５
〜３５％のＨＦＣ−３２、６２〜７４％のＨＦＣ−１３
４ａおよび１〜３％のＨＦＣ−２３よりなる冷媒に関す
る。
〜３５％のＨＦＣ−３２、６２〜７４％のＨＦＣ−１３
４ａおよび１〜３％のＨＦＣ−２３よりなる冷媒に関す
る。
【００１１】
【作用】ＨＦＣ−３２は燃焼範囲１３．３〜２９．３
％、臨界温度７８．４℃を有するガスであり、ＨＦＣ−
１３４ａは臨界温度１０２℃を有する不燃性のガスであ
る。これに添加するＨＦＣ−２３は臨界温度２５．９℃
を有する不燃性のガスである。ＨＦＣ−２３はこのよう
に臨界温度が低いために一般空調用冷媒として使用する
のは困難である。
％、臨界温度７８．４℃を有するガスであり、ＨＦＣ−
１３４ａは臨界温度１０２℃を有する不燃性のガスであ
る。これに添加するＨＦＣ−２３は臨界温度２５．９℃
を有する不燃性のガスである。ＨＦＣ−２３はこのよう
に臨界温度が低いために一般空調用冷媒として使用する
のは困難である。
【００１２】燃焼性改善という目的からはＨＦＣ−２３
の添加量を多くすることが好ましいが、予想外にもＨＦ
Ｃ−２３をわずか１〜３％添加するのみで、ＨＦＣ−３
２／ＨＦＣ−１３４ａ系冷媒が本来有しているすぐれた
特性を損うことなく燃焼の危険を回避することができ
る。
の添加量を多くすることが好ましいが、予想外にもＨＦ
Ｃ−２３をわずか１〜３％添加するのみで、ＨＦＣ−３
２／ＨＦＣ−１３４ａ系冷媒が本来有しているすぐれた
特性を損うことなく燃焼の危険を回避することができ
る。
【００１３】
【実施例】ＨＦＣ−３２／ＨＦＣ−１３４ａの濃度比率
は冷媒特性の関係から、ＨＦＣ−３２は１０〜４０％
が、ＨＦＣ−１３４ａは６０〜８０％が好ましいが、こ
の２元系混合冷媒は前述のごとく低温域において漏洩す
るガスが燃焼性を有することが指摘されており、本発明
ではこれにＨＦＣ−２３を１〜３％添加し、ＨＦＣ−３
２を２５〜３５％、好ましくは２７〜３０％、ＨＦＣ−
１３４ａを６２〜７４％、好ましくは６７〜７０％、お
よびＨＦＣ−２３を１〜３％の特定の狭い範囲とするも
のである。
は冷媒特性の関係から、ＨＦＣ−３２は１０〜４０％
が、ＨＦＣ−１３４ａは６０〜８０％が好ましいが、こ
の２元系混合冷媒は前述のごとく低温域において漏洩す
るガスが燃焼性を有することが指摘されており、本発明
ではこれにＨＦＣ−２３を１〜３％添加し、ＨＦＣ−３
２を２５〜３５％、好ましくは２７〜３０％、ＨＦＣ−
１３４ａを６２〜７４％、好ましくは６７〜７０％、お
よびＨＦＣ−２３を１〜３％の特定の狭い範囲とするも
のである。
【００１４】ＨＦＣ−３２が２５％より少ないと冷媒性
能、特に冷凍能力が低下し、３５％より増えると燃焼性
の問題がでてくる。
能、特に冷凍能力が低下し、３５％より増えると燃焼性
の問題がでてくる。
【００１５】となる。ＨＣＦＣ−１３４ａが６２％より
少ないとやはり燃焼性の問題があり、７４％を超えると
冷凍能力が低くなる。ＨＦＣ−２３が１％未満のときは
低温域における不燃性を達成できず、３％を超えるとき
は冷媒特性が低下する。
少ないとやはり燃焼性の問題があり、７４％を超えると
冷凍能力が低くなる。ＨＦＣ−２３が１％未満のときは
低温域における不燃性を達成できず、３％を超えるとき
は冷媒特性が低下する。
【００１６】また、冷媒特性および不燃性を損わない範
囲で他の添加剤、たとえば分解抑制剤や着色剤、着臭剤
などを添加してもよい。
囲で他の添加剤、たとえば分解抑制剤や着色剤、着臭剤
などを添加してもよい。
【００１７】本発明の冷媒は、単独で優れたものとされ
ているＨＣＦＣ−２２の成績係数および冷凍能力あるい
は２元系のＨＦＣ−３２／ＨＦＣ−１３４ａ（３０／７
０）の成績係数および冷凍能力と同等かそれらの９０％
以上の冷媒特性をもつ。しかも、オゾン層の破壊の問題
も起こさず、かつ不燃性で安全性の高いものである。
ているＨＣＦＣ−２２の成績係数および冷凍能力あるい
は２元系のＨＦＣ−３２／ＨＦＣ−１３４ａ（３０／７
０）の成績係数および冷凍能力と同等かそれらの９０％
以上の冷媒特性をもつ。しかも、オゾン層の破壊の問題
も起こさず、かつ不燃性で安全性の高いものである。
【００１８】本発明の冷媒は空調用や冷凍冷蔵庫などの
各種冷凍機用の冷媒、ランキンサイクル用の作動流体な
どとして有用である。
各種冷凍機用の冷媒、ランキンサイクル用の作動流体な
どとして有用である。
【００１９】以下、本発明の冷媒を実施例に基づいて説
明するが、本発明はかかる実施例のみに限定されるもの
ではない。
明するが、本発明はかかる実施例のみに限定されるもの
ではない。
【００２０】実施例１ ＨＦＣ−３２／ＨＦＣ−１３４ａ／ＨＦＣ−２３（２
９．４／６８．６／２．０重量比）の混合冷媒の初期漏
洩試験をつぎの要領で行なった。
９．４／６８．６／２．０重量比）の混合冷媒の初期漏
洩試験をつぎの要領で行なった。
【００２１】内容積３００ｃｃのステンレス製耐圧容器
に混合ガスを２００ｇ充填し、恒温槽中に浸漬し、試験
温度で平衡状態になるまで保持し、容器上部のサンプリ
ングポートから気相部のガスを２ｇサンプリングし、ガ
スクロマトグラフでＨＦＣ−３２濃度を測定する。
に混合ガスを２００ｇ充填し、恒温槽中に浸漬し、試験
温度で平衡状態になるまで保持し、容器上部のサンプリ
ングポートから気相部のガスを２ｇサンプリングし、ガ
スクロマトグラフでＨＦＣ−３２濃度を測定する。
【００２２】ＨＦＣ−３２／ＨＦＣ−１３４ａ（３０／
７０）についても同様にして初期漏洩試験を行なった。
７０）についても同様にして初期漏洩試験を行なった。
【００２３】結果を図１に示す。
【００２４】図１から明らかなように、本発明の冷媒で
は−４０℃になってもＨＦＣ−３２濃度が５２％に止ま
り、不燃性を保っている。
は−４０℃になってもＨＦＣ−３２濃度が５２％に止ま
り、不燃性を保っている。
【００２５】実施例２ 冷凍機サイクルのシュミレーションから理論的に冷媒の
冷凍性能を算出した。この方法は、特公平６−９１４号
公報の５頁９欄３２行〜１０欄１４行に記載されている
方法に従うものであり、この実施例ではＮＩＳＴ（Nati
onal Institute of Standards and Technology) の熱物
性推算データベース（ＲＥＦＰＲＯＰＶｅｒ４）に基づ
いて計算した。
冷凍性能を算出した。この方法は、特公平６−９１４号
公報の５頁９欄３２行〜１０欄１４行に記載されている
方法に従うものであり、この実施例ではＮＩＳＴ（Nati
onal Institute of Standards and Technology) の熱物
性推算データベース（ＲＥＦＰＲＯＰＶｅｒ４）に基づ
いて計算した。
【００２６】冷凍機サイクルの運転条件は、凝縮器入口
温度５０℃、蒸発器出口温度０℃として上記計算を行な
った。結果を図２に示す。
温度５０℃、蒸発器出口温度０℃として上記計算を行な
った。結果を図２に示す。
【００２７】図２において各点の上段は成績係数（無名
数）、下段は冷凍能力（ｋＪ／ｋｇ）であり、ハッチン
グを施こした範囲が本発明の範囲である。なお、この条
件でのＨＣＦＣ−２２の成績係数は４．１６４、冷凍能
力は１４４．５ｋＪ／ｋｇであり、ＨＦＣ−３２／ＨＦ
Ｃ−１３４ａ（３０／７０）の成績係数は４．２２７、
冷凍能力は１７３．３ｋＪ／ｋｇである。
数）、下段は冷凍能力（ｋＪ／ｋｇ）であり、ハッチン
グを施こした範囲が本発明の範囲である。なお、この条
件でのＨＣＦＣ−２２の成績係数は４．１６４、冷凍能
力は１４４．５ｋＪ／ｋｇであり、ＨＦＣ−３２／ＨＦ
Ｃ−１３４ａ（３０／７０）の成績係数は４．２２７、
冷凍能力は１７３．３ｋＪ／ｋｇである。
【００２８】成績係数は、冷媒の蒸発または凝縮を含む
加熱冷却サイクルにおける冷媒の相対的な熱力学的効率
を表わし、蒸気を圧縮するときの有効な冷却と圧縮機に
より加えられるエネルギーの比であり、大きい程よい。
冷凍能力は冷媒が移送しうるエネルギー量を表わし、大
きい程よい。
加熱冷却サイクルにおける冷媒の相対的な熱力学的効率
を表わし、蒸気を圧縮するときの有効な冷却と圧縮機に
より加えられるエネルギーの比であり、大きい程よい。
冷凍能力は冷媒が移送しうるエネルギー量を表わし、大
きい程よい。
【００２９】
【発明の効果】本発明によれば、極少量のＨＦＣ−２３
の添加により、冷凍性能に優れかつ不燃性であり、しか
も環境を破壊することのない冷凍機用冷媒を提供するこ
とができる。
の添加により、冷凍性能に優れかつ不燃性であり、しか
も環境を破壊することのない冷凍機用冷媒を提供するこ
とができる。
【図１】本発明の冷媒の初期漏洩組成を示すグラフであ
る。
る。
【図２】本発明の冷媒の成績係数と冷凍能力を示す三角
グラフである。
グラフである。
【図３】ＨＦＣ−３２／ＨＦＣ−１３４ａ（３０／７
０）混合冷媒の漏洩ガス中のＨＦＣ−３２濃度を示すグ
ラフである。
０）混合冷媒の漏洩ガス中のＨＦＣ−３２濃度を示すグ
ラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 朴 春成 大阪府堺市金岡町1304番地 ダイキン工業 株式会社堺製作所金岡工場内 (72)発明者 石田 智 大阪府堺市金岡町1304番地 ダイキン工業 株式会社堺製作所金岡工場内 (72)発明者 平良 繁治 滋賀県草津市岡本町字大谷1000番地の２ ダイキン工業株式会社滋賀製作所内
Claims (1)
- 【請求項１】 ジフルオロメタン２５〜３５重量％、
１，１，１，２−テトラフルオロエタン６２〜７４重量
％およびトリフルオロメタン１〜３重量％よりなる冷
媒。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6008878A JPH07216348A (ja) | 1994-01-28 | 1994-01-28 | 冷 媒 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6008878A JPH07216348A (ja) | 1994-01-28 | 1994-01-28 | 冷 媒 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07216348A true JPH07216348A (ja) | 1995-08-15 |
Family
ID=11704940
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6008878A Pending JPH07216348A (ja) | 1994-01-28 | 1994-01-28 | 冷 媒 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07216348A (ja) |
-
1994
- 1994-01-28 JP JP6008878A patent/JPH07216348A/ja active Pending
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