JPS60166374A - 作動媒体及び該作動媒体を用いたヒ−トポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ヒートポンプ等に使用しうる新規な作動媒体
および該作動媒体を用いたヒートポンプに関するもので
ある。

〔発明の技術的背景〕

従来、負荷温度が３０〜ＳａＣ程度の通常のヒートポン
プに比し負荷温度が１００Ｃ程度の高温度ヒートポンプ
の普及は微々たるものである。その理由は、高温度ヒー
トポンプの場合、凝縮温度を高くする必要があるためヒ
ートポンプの成績係数が大巾に悪化するからである。そ
れ故に成績係数の良好な高温度ヒートポンプ用作動媒体
が種々提案されているが、この提案されているものは可
燃性であったり、腐食性があったり、作動圧が高遍ぎた
り、あるいは高価である等の理由から実用化されている
ものは少ない。このため、成績係数が良く、圧縮機等の
機材が小型のものでよく、かつ扱い易い安価な作動媒体
を使用するヒートポンプの出現が期待されている。

〔発８ＡＯ目的〕 本発明は安価で取り扱い易くかつ優れた特性を有する作
動媒体並びに該媒体を用いたヒートポンプを提供するこ
とを目的とする。

〔発明の構成〕

本発明は、モル分率０．６５以上のトリク篇ロフルオロ
メタンを含むトリフルロフルオロメタンとジクロロジフ
ルオロメタンとの混合物よりなる作動媒体および該作動
媒体を用いたヒートポンプである。

本発明者等は、前に述べたような要望に応えるべく種々
研究を重ねた結果、従来用いられていた安価で取り扱い
易いフはン系作動媒体であるトリク＊０フルオ買メタン
（以下Ｒ−１１という）とジクロロジフルオロメタン（
以下Ｒ−１２という）とを特定の比率で混合した混合物
が作動媒体として優れた特性を示すことを見出だし本発
明を完成するにいたった。

以下、本発明の詳細な説明するが、本発明において「ヒ
ートポンプ」とは高温流体を製造する狭義のヒートポン
プのみならず冷流体を製造する冷凍機を含む広義のヒー
トポンプを意味するものである。

つぎに図面に基いて本発明を説明する。第１図は本発明
の作動媒体を用いた蒸気圧縮式ヒートポンプのフローシ
ートを示し、第２図は本発明の作動媒体の理論成績係数
（ｃｏｐ）を示す図である。

第１図において符号１は圧縮機、２は凝縮器、３．３′
は負荷流体用配管、４は減圧装置、５は蒸発器、６，６
′は熱源流体用配管を示す。

第１図に示すヒートポンプシステムにおいて、作動媒体
は圧縮機１で圧縮された後凝縮器２に導かれ、該凝縮器
２中で管３より導入される負荷流体により冷却されて凝
縮する。一方負荷流体は凝縮器２中で逆に加熱され導管
５′を経て負荷加熱に供される。つぎに凝縮した作動媒
体は減圧装置４忙より減圧された後蒸発器５に導かれ、
該蒸発器中で管６より導入され管６／から排出される熱
源流体により加熱蒸発された後再び圧縮機１に吸引され
上記のサイクルを繰り返す。

本発明の作動媒体を第１図に示すようなヒートポンプシ
ステムに用いる場合の該作動媒体の理論ｃｏｐ（成績係
数）をめて図示したものが第２図であるが、該ｃｏｐは
、次に説明する　′第３図および第４図に示すサイクル
で次の条件に基いてめたものである。即ち、蒸発器出口
温度（点１１の温度）５０Ｃ，凝縮器入口温度（点１４
の温度）１０５Ｃ１過冷却温度（点１５と点１６との温
度差）５Ｃの条件でめたものであり、第３図および第４
図において、１１は蒸発器出口のエンタルピーを、１４
は凝縮器入口のエンタルピーを、１６は過冷却後の凝縮
器出口のエンタルピーを、１７は蒸発器入口のエンタル
ピーを示し、また１２及び１３は圧縮前及び後における
作動媒体のエンタルピーを示す。

そして、理論ｃｏｐは第３図に示すサイクル条件下でめ
たが、飽和蒸気を断熱圧縮した場合湿り状態になる場合
には第４図に示すサイクル条件下でめた。

なお、ｃｏｐは圧縮機の効率、ｃｏｐをめるサイクル等
色々なファクターにより異なってくるので、第３図及び
第４図に示す単純サイクルにおける理論ｃｏｐとしてめ
た。

９２図から理解されるようにモル分率０．６５以上の１
１１を含む本発明の作動媒体を用いたヒートポンプのｃ
ｏｐは、Ｒ−１１およびＲ−１２を単独で用いた作動媒
体に比し改善されており、最高ではＲ−１１単独のもの
に比し約５％改善されている。

改善の度合からみてＲ−１１のモル分率０．７６〜０．
９３の範囲の作動媒体が好ましい。

つぎに、第５図および第６図に基いて本発明の詳細な説
明する。第５図は、本発明の作動媒体の圧縮機吸入容積
当りの能力（暖房または冷房能力）を、従来高温度ヒー
トポンプ用作動媒体として使用されたことがあるＲ−１
１４（ジクロロテトラフルオロエタン）の圧縮機吸入容
積当りの能力と比較したもので、横軸にＲ−１１０モル
分率を、縦軸に本発明の作動媒体とＲ−１１４の能力比
を示している。第５図かられかるようＫ、本発明の作動
媒体の能力はＲ−１１４の能力よりは劣るが、Ｒ−１１
を単独で用いる場合に比しその能力は大となり、例えば
Ｒ−１１０モル分率が０．７６の場合にはＲ−１１単独
の場合に比較して約３５％増加している。

勿論、Ｒ−１２を単独で作動媒体として用いる場合容量
（能力）は大きくなるが凝縮圧力が高いという大きな欠
点がある。従ってＲ−１２を高温度ヒートポンプに用い
る場合には当然、標準耐圧の通常のヒートポンプへの使
用は不可能である。またＢ−１２よりも沸点の高いＲ−
１１４の場合でさえも凝縮温度を１０５ＣＫ設定した場
合、即ち高温度ヒートポンプに用いる場合凝縮圧力は１
６　ｋｇ　／ｃｒｒｒ’と高い値となり通常の機器を用
いる場合凝縮温度を大巾に高く設定することはできない
。

第６図は、本発明の作動媒体におけるＲ−１１のモル分
率と１０５Ｃにおける凝縮圧力との関係を示す図である
が、この図かられかるように、本発明の作動媒体は高温
度ヒートポンプ用として用いるに際し凝縮圧力即ち機内
圧力が経済的に丁度手頃な値であり、通常の汎用機器の
使用が可能である。

即ち、特にＲ−１１のモル分率の不さい範囲の作動媒体
は、Ｒ−１１単独に比しｃｏｐが高く、またＲ−１２単
独に比し凝縮圧力が低くコンパクトな機器を用いうると
いう利点がある。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明の作動媒体を用いた蒸気圧
縮式のヒートポンプ、特に高温の負荷流体を製造するヒ
ートポンプに応用する場合、従来の作動媒体を用いたヒ
ートポンプに比べてｃｏｐが改善され、しかもＲ−１１
を単独で使用した場合に比べて同−吸込風量当りの能力
が増大し、また負荷温度が高くなっても従来の標準耐圧
容器をそのまＸ使用することができ実用上きわめて有用
な効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を説明するためのヒートポン
プのフローシート、第２図は本発明の作動媒体のｃｏｐ
を示す図、第３図及び第４図は第２図に示すＱＯＰをめ
た条件を説明するための図、第５図は本発明の作動媒体
の圧縮機吸入容積当りの能力を示すための図、第６図は
本発明の作動媒体のＲ−１１＼のモル分率と凝縮圧力と
の関係を示す図である。 １・・・圧縮機、２・・・凝縮器、４・・・減圧装置、
５・・・蒸発器 特許出願人　株式会社荏原製作所 同　旭硝子株式会社 代理人吉嶺　桂 第１図 第　２　図 第３図 第１１図 工ンタルヒー 第５図 Ｒ−／／のモル分率 ＄　６　図 Ｒ−／／Ｉ７１モル分キ 手続補正書 昭和６０年２月１２日 特許庁長官　志　賀　学殿 １、事件の表示　昭和５９年特許願第２１９１７号２発
明の名称　作動媒体及び該作動媒体を用いたヒートポン
プ 五補正をする者 事件との関係　特許出願人 住所　東京都大田区羽田旭町１１番１号名称　（０２３
）　株式会社荏原製作所代表者　畠　山　清　二 （ほか１名） ＆補正の対象 （１）　明細書の発明の詳細な説明の欄ｌ補正の内容 （１）明細書８頁７行の「小さい」という記載を「大き
い」と補正する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　モル分率０．６５以上のトリクロロフルオロメタ
   ンを含むトリクロロフルオロメタンとジクロロジフルオ
   ロメタンとの混合物よりなる作動媒体。 ２　トリクロロフルオロメタンのモル分率力０．７６〜
   ０．９３である特許請求の範囲第１項記載の作動媒体。 ５、％に分率０．６５以上のトリクロロフルオロメタン
   を含むトリク四Ｉ：＋フルオロメタンとジクロロジフル
   オロメタンとの混合物よりなる作動媒体を用いたヒート
   ポンプ。 ４、トリクロロフルオロメタンのモル分率が０．７６〜
   ０．９３である混合物よりなる作動媒体を用いた特許請
   求の範囲第５項記載のヒートポンプ。