JPH0867870A - 冷媒組成物 - Google Patents
冷媒組成物Info
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- JPH0867870A JPH0867870A JP6204000A JP20400094A JPH0867870A JP H0867870 A JPH0867870 A JP H0867870A JP 6204000 A JP6204000 A JP 6204000A JP 20400094 A JP20400094 A JP 20400094A JP H0867870 A JPH0867870 A JP H0867870A
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Abstract
(57)【要約】
【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７４〜６２重量％および
二酸化炭素１〜３重量％よりなる冷媒組成物。 【効果】極小量の二酸化炭素の添加により、冷凍性能を
低下させずに不燃性にでき、安全な冷媒組成物が得られ
る。
１，２−テトラフルオロエタン７４〜６２重量％および
二酸化炭素１〜３重量％よりなる冷媒組成物。 【効果】極小量の二酸化炭素の添加により、冷凍性能を
低下させずに不燃性にでき、安全な冷媒組成物が得られ
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、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得る冷媒組成物に関する。
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得る冷媒組成物に関する。
【０００２】なお、本明細書において、”％”は”重量
％”を意味する。
％”を意味する。
【０００３】
【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。
【０００４】しかしながら、近年フロンガスが大気中に
放出された場合、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
層圏のオゾン層を破壊したり、地球を温暖化し、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についても２０
２０年の原則全廃が決定している。さらに、地球を温暖
化する効果の大きな物質についても将来規制される可能
性がある。このような事情のもと、オゾン層破壊問題や
地球温暖化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。
放出された場合、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
層圏のオゾン層を破壊したり、地球を温暖化し、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についても２０
２０年の原則全廃が決定している。さらに、地球を温暖
化する効果の大きな物質についても将来規制される可能
性がある。このような事情のもと、オゾン層破壊問題や
地球温暖化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。
【０００５】本発明者らは、冷凍機用としての特性にす
ぐれ、かつ大気中に放出された場合にもオゾン層や地球
の温暖化に対して影響を及ぼすことのない新たな冷媒を
得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（ＨＦＣ−１３４ａ）の組成物がクロ
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）。
ぐれ、かつ大気中に放出された場合にもオゾン層や地球
の温暖化に対して影響を及ぼすことのない新たな冷媒を
得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（ＨＦＣ−１３４ａ）の組成物がクロ
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）。
【０００６】この組成物はＨＣＦＣ−２２と極めて類似
した性質を有し、冷凍能力、成績係数とも優れたもので
ある。
した性質を有し、冷凍能力、成績係数とも優れたもので
ある。
【０００７】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
が漏洩した場合、ＨＦＣ−３２の濃度が５６％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初期濃度は図３
に示す通りである。
わせでは非常に低温の条件（−３０〜−４０℃）で気相
が漏洩した場合、ＨＦＣ−３２の濃度が５６％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初期濃度は図３
に示す通りである。
【０００８】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。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明者らはＨＦＣ−３
２／ＨＦＣ−１３４ａ系の優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混合冷媒に二酸
化炭素（ＣＯ2）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。
２／ＨＦＣ−１３４ａ系の優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混合冷媒に二酸
化炭素（ＣＯ2）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。
【００１０】ＷＯ９２／１６５９７号公報は、ＨＦＣ−
３２およびＨＦＣ−１３４ａに添加される第３成分とし
てＣＯ2、トリフルオロメタン、ヘキサフルオロエタ
ン、六フッ化硫黄を例示する。しかしながら、該公報
は、ＣＯ2の含量が５０％以下と記載されているのみ
で、本発明のような極小量添加することによる利点につ
いては全く触れられていない。しかも、使用割合によっ
ては実用上使用できない部分を多く含むものであると共
に、ＣＯ2の有用性として環境への影響や燃焼性改善の
ことについては一切触れられていない。
３２およびＨＦＣ−１３４ａに添加される第３成分とし
てＣＯ2、トリフルオロメタン、ヘキサフルオロエタ
ン、六フッ化硫黄を例示する。しかしながら、該公報
は、ＣＯ2の含量が５０％以下と記載されているのみ
で、本発明のような極小量添加することによる利点につ
いては全く触れられていない。しかも、使用割合によっ
ては実用上使用できない部分を多く含むものであると共
に、ＣＯ2の有用性として環境への影響や燃焼性改善の
ことについては一切触れられていない。
【００１１】環境への影響性を評価する指標としてオゾ
ン破壊係数や地球温暖化係数が知られているが、ＷＯ９
２／１６５９７に例示されるトリフルオロメタン、ヘキ
サフルオロエタン、六フッ化硫黄はいずれも地球温暖化
係数が極めて高く、環境への悪影響が大きいものであ
る。
ン破壊係数や地球温暖化係数が知られているが、ＷＯ９
２／１６５９７に例示されるトリフルオロメタン、ヘキ
サフルオロエタン、六フッ化硫黄はいずれも地球温暖化
係数が極めて高く、環境への悪影響が大きいものであ
る。
【００１２】本発明は、冷媒特性に影響を与えず、しか
も燃焼性を改善する目的でＣＯ2を少量限定的に使用す
るものである。
も燃焼性を改善する目的でＣＯ2を少量限定的に使用す
るものである。
【００１３】すなわち、本発明は、ジフルオロメタン２
５〜３５％、１，１，１，２−テトラフルオロエタン６
２〜７４％および二酸化炭素１〜３％よりなる冷媒に関
する。
５〜３５％、１，１，１，２−テトラフルオロエタン６
２〜７４％および二酸化炭素１〜３％よりなる冷媒に関
する。
【００１４】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ＣＯ2は、臨界温度３１．３℃を
有する不燃性のガスである。ＣＯ2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。
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ＣＯ2は、臨界温度３１．３℃を
有する不燃性のガスである。ＣＯ2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。
【００１５】燃焼性改善という目的からはＣＯ2添加量
を多くすることが好ましいが、予想外にもＣＯ2を僅か
１〜３％添加するのみで、ＨＦＣ−３２／ＨＦＣ−１３
４ａ系冷媒が本来有している優れた特性を損なうことな
く燃焼の危険を回避することができる。
を多くすることが好ましいが、予想外にもＣＯ2を僅か
１〜３％添加するのみで、ＨＦＣ−３２／ＨＦＣ−１３
４ａ系冷媒が本来有している優れた特性を損なうことな
く燃焼の危険を回避することができる。
【００１６】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ＣＯ2を１〜３％添加し、ＨＦＣ−３２を２
５〜３５％、好ましくは２７〜３０％、ＨＦＣ−１３４
ａを６２〜７４％、好ましくは６７〜７０％、およびＣ
Ｏ2を１〜３％の特定の狭い範囲とするものである。
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ＣＯ2を１〜３％添加し、ＨＦＣ−３２を２
５〜３５％、好ましくは２７〜３０％、ＨＦＣ−１３４
ａを６２〜７４％、好ましくは６７〜７０％、およびＣ
Ｏ2を１〜３％の特定の狭い範囲とするものである。
【００１７】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
の問題が出てくる。。
能、特に冷凍能力が低下し、３５％より増えると燃焼性
の問題が出てくる。。
【００１８】ＨＦＣ１３４ａ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。ＣＯ2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。
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。ＣＯ2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。
【００１９】また、冷媒特性および不燃性を損なわない
範囲で他の添加剤、例えば分解抑制剤や着色剤、着臭剤
などを添加してもよい。
範囲で他の添加剤、例えば分解抑制剤や着色剤、着臭剤
などを添加してもよい。
【００２０】本発明の冷媒組成物は、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
或いは２元系のＨＦＣ−３２／ＨＦＣ−１３４ａ（３０
／７０）の成績係数および冷凍能力と同等かそれらの９
０％以上の冷媒特性を持つ。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。さらに、地球温暖化係数も非常に低い。
とされているＨＣＦＣ−２２の成績係数および冷凍能力
或いは２元系のＨＦＣ−３２／ＨＦＣ−１３４ａ（３０
／７０）の成績係数および冷凍能力と同等かそれらの９
０％以上の冷媒特性を持つ。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。さらに、地球温暖化係数も非常に低い。
【００２１】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。
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。
【００２２】
【実施例】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。
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。
【００２３】実施例１ ＨＦＣ−３２／ＨＦＣ−１３４ａ／ＣＯ2（２７．０／
７１．５／１．５；重量比）の混合冷媒の初期漏洩試験
を次の要領で行った。
７１．５／１．５；重量比）の混合冷媒の初期漏洩試験
を次の要領で行った。
【００２４】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の濃度を測定した。
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の濃度を測定した。
【００２５】ＨＦＣ−３２／ＨＦＣ−１３４ａ（３０／
７０；重量比）についても同様にして初期漏洩試験を行
った。
７０；重量比）についても同様にして初期漏洩試験を行
った。
【００２６】結果を図１に示す。
【００２７】図１から明らかな様に、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。
−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。
【００２８】実施例２ 冷凍機サイクルのシミュ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、Peng-Robinso
n状態方程式を用いた熱物性推算データベースに基づい
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、Peng-Robinso
n状態方程式を用いた熱物性推算データベースに基づい
て計算した。
【００２９】冷凍器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っ
た。図２中の 冷媒組成物Ａ：HFC-32/HFC-134a/CO2(33.0/64.0/3.0) 冷媒組成物Ｂ：HFC-32/HFC-134a/CO2(29.0/69.0/2.0) 冷媒組成物Ｃ：HFC-32/HFC-134a/CO2(27.0/71.5/1.5) 冷媒組成物Ｄ：HFC-32/HFC-134a/CO2(25.0/72.5/2.5) についての結果をHCFC-22及びHFC32/HFC134a(30/70)の
結果と合せて表１に示す。
温度５０℃、蒸発器出口温度０℃として上記計算を行っ
た。図２中の 冷媒組成物Ａ：HFC-32/HFC-134a/CO2(33.0/64.0/3.0) 冷媒組成物Ｂ：HFC-32/HFC-134a/CO2(29.0/69.0/2.0) 冷媒組成物Ｃ：HFC-32/HFC-134a/CO2(27.0/71.5/1.5) 冷媒組成物Ｄ：HFC-32/HFC-134a/CO2(25.0/72.5/2.5) についての結果をHCFC-22及びHFC32/HFC134a(30/70)の
結果と合せて表１に示す。
【００３０】
【表１】冷媒組成物 成績係数 冷凍能力(kJ/kg) Ａ ３．９８ １６８．６ Ｂ ４．０１ １６３．６ Ｃ ４．０２ １６０．９ Ｄ ４．０４ １６１．０ HCFC-22 ４．１６ １４４．５HFC32/134a(30/70) ４．２３ １７３．３ 表１において、成績系数は無名数であり、図２において
ハッチングを施した範囲が本発明の範囲である。
ハッチングを施した範囲が本発明の範囲である。
【００３１】成績系数は、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器に
より加えられるエネルギーの比であり、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器に
より加えられるエネルギーの比であり、大きい程よい。
【００３２】
【発明の効果】本発明によれば、極小量のＣＯ2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。
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】冷媒組成物の初期漏洩組成を示すグラフであ
る。なお、図１中、□はHFC-32/HFC-134a(30/70)を表
し、○は、冷媒組成物Ｃを表す。
る。なお、図１中、□はHFC-32/HFC-134a(30/70)を表
し、○は、冷媒組成物Ｃを表す。
【図２】本発明の冷媒組成物の範囲を示す三角グラフで
ある。
ある。
【図３】HFC-32/HFC-134a=(25/75)〜(35/65)混合冷媒の
漏洩ガス中のＨＦＣ−３２濃度を示すグラフである。
漏洩ガス中のＨＦＣ−３２濃度を示すグラフである。
Claims (1)
- 【請求項１】ジフルオロメタン２５〜３５％、１，１，
１，２−テトラフルオロエタン７４〜６２％および二酸
化炭素１〜３％よりなる冷媒組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6204000A JPH0867870A (ja) | 1994-08-29 | 1994-08-29 | 冷媒組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6204000A JPH0867870A (ja) | 1994-08-29 | 1994-08-29 | 冷媒組成物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0867870A true JPH0867870A (ja) | 1996-03-12 |
Family
ID=16483121
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6204000A Pending JPH0867870A (ja) | 1994-08-29 | 1994-08-29 | 冷媒組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0867870A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US6261473B1 (en) | 1998-06-26 | 2001-07-17 | Kabushiki Kaisha Sanai | Working fluid containing 1,1-difluoroethane, 1,1,2,2-tetrafluoroethane and carbon dioxide |
| KR20020019682A (ko) * | 2000-09-06 | 2002-03-13 | 권오석 | 고온용 혼합 냉매 조성물 |
| JP2003522688A (ja) * | 2000-02-14 | 2003-07-29 | グラム−インヴェンタ アー／エス | ドラフト・ビール樽（ｋｅｇ）内のビールの二酸化炭素のレベルを自動調節するディスペンサ組立品 |
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| JP2014196868A (ja) * | 2013-03-29 | 2014-10-16 | パナソニックヘルスケア株式会社 | 二元冷凍装置 |
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-
1994
- 1994-08-29 JP JP6204000A patent/JPH0867870A/ja active Pending
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