JPH0762334A - 冷媒組成物 - Google Patents

冷媒組成物

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JPH0762334A
JPH0762334A JP5206581A JP20658193A JPH0762334A JP H0762334 A JPH0762334 A JP H0762334A JP 5206581 A JP5206581 A JP 5206581A JP 20658193 A JP20658193 A JP 20658193A JP H0762334 A JPH0762334 A JP H0762334A
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JP
Japan
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composition
refrigerant
mol
point
refrigerant composition
Prior art date
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Pending
Application number
JP5206581A
Other languages
English (en)
Inventor
Reiji Takahashi
令二 高橋
Toshio Nagayasu
敏夫 長安
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Resonac Holdings Corp
Original Assignee
Showa Denko KK
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Publication date
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Publication of JPH0762334A publication Critical patent/JPH0762334A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 オゾン層を破壊せず、装置の変更を要せずに
既存の冷媒に代替可能であり、かつ不燃性である冷媒組
成物を得る。 【構成】 冷媒組成物がジフルオロメタン、1,1,
1,2−テトラフルオロエタン、及びヘキサフルオロエ
タンを含み、三角座標における各成分のモル%が、上記
の順序で〔1;69;30〕、〔1;87;12〕、
〔37;62;1〕、〔50;49;1〕、及び〔5
6;39;5〕で表される各点を頂点とする多角形の範
囲内にある。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は冷媒組成物に関する。特
に、クロロジフルオロメタンの代替冷媒として、既存の
装置を変更することなく使用できる冷媒組成物に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来、エアコンや冷凍機などの冷却装置
の冷媒として、フッ素含有のハロゲン化炭化水素、例え
ばクロロフルオロカーボン類、ハイドロクロロフルオロ
カーボン類、フルオロカーボン類、ハイドロフルオロカ
ーボン類またはこれらの混合物が用いられている。特
に、クロロジフルオロメタン(CHClF2 、以下「H
CFC22」と称する)は家庭用エアコン、ビル用エア
コン、または大型冷凍機などの冷媒として広く用いられ
ている。
【0003】近年になって、クロロフルオロカーボン類
による成層圏のオゾン層破壊が深刻な問題としてとりあ
げられるようになった。HCFC22などのハイドロク
ロロフルオロカーボン類は、クロロフルオロカーボン類
に比してオゾン破壊係数がきわめて小さいものではある
が、使用量が増大すればオゾン層を破壊する可能性も高
まることから、その生産及び使用が国際的な規制の対象
とされるに至った。このため、オゾン層に影響を及ぼす
ことなく従来の冷却装置にそのまま使用できるHCFC
22代替品の開発が国際的に強く求められている。
【0004】ハイドロフルオロカーボン類はオゾン層を
破壊する可能性がないので、規制の対象にされていな
い。特にジフルオロメタン(CH22 、以下「HFC
32」と称する)はオゾン破壊係数が0であり、地球温
暖化係数も小さく、また冷凍能力も比較的優れているこ
とから、産業用、特に低温冷却を要する分野では有望な
冷媒と考えられている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしHFC32は、
エアコンや冷凍機などの運転温度においてHCFC22
より蒸気圧が高いので、装置の耐圧性の関係上、既存の
HCFC22専用の装置にそのまま代替使用することが
できないという問題がある。装置の耐圧力の変更は多大
の出費を招くので、実質的に代替の可能性はきわめて低
いものとなる。また、エアコンなどは一般家庭や事務所
などにも広く普及しているものであり、使用される代替
冷媒は安全性の観点から不燃性物質である必要がある。
しかるに、HFC32は可燃性物質であるため、この面
からも代替冷媒として安易には使用できないという問題
がある。
【0006】HFC32をHCFC22の代替冷媒とし
て使用する際の上記の問題を解決しようとして、HFC
32と他のハイドロフルオロカーボンとを混合する試み
が提案されている(例えば特開平3−287688号公
報)。しかし、これらの提案の組成物では、オゾン破壊
性の問題は解決されるものの、上記した温度/圧力条件
と不燃性とを両立させる組成範囲の選択幅が狭く、既存
の装置に適用することが困難であった。従って、HCF
C22の代替冷媒として実用に供し得る冷媒組成物が強
く求められていた。本発明は、上記の問題を解決するた
めになされたものである。
【0007】この観点から、HCFC22の代替冷媒と
して求められている条件をあげると次のようになる。 (1)大気中に放出した際、成層圏のオゾン層を破壊し
ないこと。 (2)HCFC22を冷媒として使用している既存の装
置に、装置の変更なしに代替使用できること。即ち、既
存装置における冷却能力と耐圧力との許容範囲内で使用
可能であること。 (3)広範な組成範囲で不燃性であること。特に、漏洩
蒸気の引火の危険性を考慮すると、その冷媒の平衡蒸気
まで含めて不燃性であることが好ましい。 従って本発明の目的は、上記条件の全てを満たすHCF
C22の代替冷媒組成物を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記の課題は、ジフルオ
ロメタン(上記「HFC32」)、1,1,1,2−テ
トラフルオロエタン(CF3 CH2 F、以下「HFC1
34a」と称する)、及びヘキサフルオロエタン(CF3
CF3 、以下「FC116」と称する)を含む組成物で
あって、それぞれ上記成分の100モル%を頂点とする
三角座標における各成分のモル%を上記の順に表すと
き、各成分のモル%が〔1;69;30〕、〔1;8
7;12〕、〔37;62;1〕、〔50;49;
1〕、及び〔56;39;5〕で表される各点を頂点と
する多角形の範囲内にある冷媒組成物を提供することに
よって解決できる。ここに提供された冷媒組成物を、以
下「冷媒組成物R」と称する。
【0009】本発明の冷媒組成物Rは、大気中に放出さ
れても成層圏のオゾン層を破壊することがない。またい
ずれの冷媒組成物も、HCFC22を冷媒として使用し
ている既存の装置に、装置の変更なしに代替使用するこ
とができる。さらに、いずれの冷媒組成物も成分とし
て、水素原子を含まないFC116を含むものであるの
で、広範な組成範囲にわたって、その組成物のみなら
ず、その平衡蒸気までもが不燃性である。
【0010】次に本発明の冷媒組成物を、図面を用いて
詳しく説明する。図1は、冷媒組成物Rの組成範囲が示
された三角座標である。この座標は、HFC32と、H
FC134aと、FC116とのそれぞれ100モル%
を頂点とし、各頂点のそれぞれ反時計回り隣に、その頂
点成分の0〜100モル%を表す線分を1辺とする正三
角形で構成されている。この座標中の任意の1点X(図
示せず)は、その点Xを含み辺(HFC134a)に平
行な直線が辺(HFC32)と交わる点を成分HFC3
2のモル%とし、点Xを含み辺(FC116)に平行な
直線が辺(HFC134a)と交わる点を成分HFC1
34aのモル%とし、点Xを含み辺(HFC32)に平
行な直線が辺(FC116)と交わる点を成分FC11
6のモル%とし、〔HFC32;HFC134a;FC
116〕の順に各成分のモル%を表記して表されてい
る。
【0011】図1において、冷媒組成物Rは、点A
〔1;69;30〕、点B〔1;87;12〕、点C
〔37;62;1〕、点D〔50;49;1〕、及び点
E〔56;39;5〕の各点を頂点とする多角形の範囲
内にある任意の1点で表される組成を有するものであ
る。
【0012】冷媒組成物Rの各成分はいずれもフッ素以
外のハロゲンを含んでいない。これらの各成分はオゾン
破壊係数が0であり、これらの各成分の任意の混合物も
オゾン破壊係数は0である。従って冷媒組成物Rは成層
圏のオゾン層を破壊しない。図1において線AE及び線
BCは、冷媒組成物RがHCFC22専用の既存の冷却
装置に代替使用される際に求められる温度/圧力条件を
満たすための組成限界を示している。
【0013】一般に、コンプレッサを含む冷却装置にあ
っては、冷媒蒸気を圧縮液化する際の温度/圧力条件
と、液化された冷媒を気化する際の温度/圧力条件とが
満足されていなければならない。HCFC22専用の冷
却装置においては、圧縮時の最高温度が55℃、このと
きの蒸気圧が28kgf/cm2 Gである。また、気化時の温
度は−15℃であり、このときの飽和蒸気圧は2kgf/cm
2 Gである。従って冷媒組成物Rは、この条件を満たす
ものでなければならない。即ち、冷媒組成物Rは、55
℃における蒸気圧が28kgf/cm2 G以下であり、−15
℃における飽和蒸気圧が2kgf/cm2 G以上となるものか
ら選ばれる。線AEは、55℃で蒸気圧が28kgf/cm2
Gを示す組成物の等温等圧線を示していて、HCFC2
2代替冷媒として使用するには、例えばHFC134a
がこの線、即ち69〜39モル%以上となる組成物が選
択される。
【0014】また線BCは、−15℃で蒸気圧が2kgf/
cm2 Gを示す組成物の等温等圧線を示していて、HCF
C22代替冷媒として使用するには、例えばHFC13
4aがこの線、即ち87〜62モル%以下となる組成物
が選択される。線DEは、冷媒組成物Rを不燃性とする
限界組成を示している。この限界組成は、HFC32に
各種ハイドロフルオロカーボン類または各種フルオロカ
ーボン類を混合し、その燃焼範囲を実測した結果、気体
に含まれる水素原子数がフッ素原子数×0.64以下で
あれば、その気体は不燃性を示す事実を見い出した結果
得られたものであり、HFC32は単独では可燃性であ
るが、組成物が不燃性であるFC116を含有している
ので、不燃性を保ち得るHFC32の配合限界がハイド
ロフルオロカーボン類のみの組成物の場合より高められ
ている。
【0015】線ABは、冷媒組成物Rとして三成分の組
成の幅広い選択を可能とするHFC32の配合率の下限
を示している。即ち、この三成分系にあっては、HFC
32が1モル%以上含有されていなければならない。こ
の条件によってHCFC22代替冷媒としての冷媒組成
物Rの組成選択の自由度が増大している。線CDは、線
DE上の任意の1点で示される組成を有する蒸気と平衡
関係にある液体の組成を示している。即ち、線CD上の
点で示される組成よりFC116が高濃度であれば、そ
の組成物は液体ばかりでなくそれと平衡関係にある蒸気
までも不燃性である。
【0016】
【実施例】次に本発明の実施例を示す。 (実施例1)HFC32とHFC134aとFC116
とをそれぞれ10モル%、70モル%、及び20モル%
の割合で混合し、実施例1とした。
【0017】(実施例2)HFC32とHFC134a
とFC116とをそれぞれ30モル%、60モル%、及
び10モル%の割合で混合し、実施例2とした。
【0018】(比較例)HCFC22を比較例とした。
【0019】(オゾン破壊係数)実施例1及び2の組成
物は、そのいずれの成分もフッ素以外のハロゲン原子を
含まず、従ってオゾン破壊係数は0である。 (温度/蒸気圧条件)実施例1及び2の組成物につい
て、−15〜55℃における蒸気圧を測定した。蒸気圧
の測定方法は、測定用シリンダーに組成物を一定量仕込
み、所定の温度で撹拌静置後、圧力が安定した時点での
圧力を読み取って行った。その結果を表1に示す。ま
た、表1には比較例の文献値も併記した。
【0020】(燃焼性)実施例1及び2の組成物につい
て燃焼性を試験した。燃焼性の試験方法は、スパーク電
極を設置した容量約1.5リットルの円筒容器に組成物
を空気とともに封入し、15kVの電圧をかけ電気スパー
クを生じさせ、炎の伝播の有無を観察した。いかなる空
気濃度においても着火の現象が認められない場合を「不
燃性」と判断した。その結果を表1に示す。
【0021】
【表1】
【0022】以上の結果をまとめると次の通りである。 (1)実施例1及び2はいずれも成層圏のオゾン層を破
壊するものではない。 (2)実施例1及び2はいずれも−15℃における蒸気
圧が2kgf/cm2 G以上であり、また55℃における蒸気
圧が28kgf/cm2 G以下である。即ち、いずれも装置を
変更せずにHCFC22の代替冷媒として使用できる条
件を満たしている。 (3)実施例1及び2はいずれも不燃性である。 従って、実施例1及び2の組成物がHCFC22の代替
冷媒として使用できる冷媒組成物であることは明らかで
ある。
【0023】
【発明の効果】本発明の冷媒組成物は、ジフルオロメタ
ン、1,1,1,2−テトラフルオロエタン、及びヘキ
サフルオロエタンを含む組成物であって、三角座標にお
ける各成分のモル%が、上記の順序で〔1;69;3
0〕、〔1;87;12〕、〔37;62;1〕、〔5
0;49;1〕、及び〔56;39;5〕で表される各
点を頂点とする多角形の範囲内にあるものであるので、
大気中に放出されても成層圏のオゾン層を破壊せず、ク
ロロジフルオロメタンを冷媒として使用している既存の
装置に、装置の変更なしに代替使用が可能であり、かつ
広範な組成範囲にわたって不燃性である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の冷媒組成物の組成範囲を示す三角座標
である。
【符号の説明】
A,B,C,D,E それぞれ三成分系の組成点

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 冷媒組成物がジフルオロメタン、1,
    1,1,2−テトラフルオロエタン及びヘキサフルオロ
    エタンを含み、それぞれ上記成分の100モル%を頂点
    とする三角座標における各成分のモル%を上記の順に表
    すとき、各成分のモル%が〔1;69;30〕、〔1;8
    7;12〕、〔37;62;1〕、〔50;49;1〕及
    び〔56;39;5〕で表される各点を頂点とする多角
    形の範囲内にあることを特徴とする冷媒組成物。
JP5206581A 1993-08-20 1993-08-20 冷媒組成物 Pending JPH0762334A (ja)

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JP5206581A JPH0762334A (ja) 1993-08-20 1993-08-20 冷媒組成物

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JP (1) JPH0762334A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016070571A (ja) * 2014-09-29 2016-05-09 パナソニックヘルスケア株式会社 冷凍装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016070571A (ja) * 2014-09-29 2016-05-09 パナソニックヘルスケア株式会社 冷凍装置

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