JPS6213482A - 作動用媒体 - 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得る新規な作動用媒
体（以下作動媒体と言うことがある。）に関するもので
ある。

［従来の技術］ 重油や石油等の燃料を燃焼して得られる温度よりも低い
中低温域の熱源からエネルギーを回収する研究が進み、
海洋温度差発電、地熱バイナリ−発電、廃熱回収発電、
太陽熱発電、あるいはヒートポンプによる昇温、ヒート
パイプによる熱交換技術等が実用化ないしは試験されて
いる。これらの熱回収技術に用いる作動媒体には、水を
はじめプロパンやブタン等の炭化水害類、トリクロロモ
ノフルオロメタン（Ｒ−１１）や、１．２−ジクロロテ
トラフルオロエタン（Ｒ−ｘｔｏｓのフロン類、トリフ
ルオロエタノール又はアンモニア等が知られている。

［発明の解決しようとする問題点］ 作動用奴体として従来から用いられているフロン類は特
に潤滑油の存在下で不安定となり。

圧ｍ機において高い吐出温度で作動するヒートポンプに
対しては不適当である。これに対し、木は安定性の点で
は問題がないが、低温で使用する場合、蒸気の比容積が
大きく、設備が大きくなると共に効率も低下する。更に
、凝固点が高い為、低温で作動するときは凝結するため
、使用温度には限界がある。また、省エネルギーの立場
から新しい作動用媒体の開発による効率の改善が期待さ
れている０例えば、ヒートポンプシステムにおいてその
加熱、冷却能力とその運転に必要な電気エネルギーとの
比である成績係数を向上せしめかつ作動媒体の圧縮機吸
入容積当りの能力（加熱、冷却能力）を向上させ、従来
、用いられている作動用媒体の欠点を改善する新作動用
媒体の開発が望まれている。

［問題点を解決するための手段］ 本発明者らはそのような要望に応えるべく種々研究を重
ねた結果ペンタフルオロベンゼンが優れた特徴をもつこ
とを見い出した。すなわち本発明は、ペンタフルオロベ
ンゼンを必須成分とすることを特徴とする作動用媒体に
関するものである。ペンタフルオロベンゼンＣ６ＨＦ５
は、標準沸点が８５℃の熱安定性が優れた化合物である
。凝固点が一４０℃以下と低いため、低温域での使用も
可能である。

以下本発明の作動用媒体をヒートポンプシステムに適用
する場合について説明する。

第１図、第２図は本発明の作動媒体を用いたヒートポン
プのフローシートを示しており、ｌは圧縮機、２はＩＡ
縮器、３．３′は負荷流体用配管、４は減圧装置、５は
蒸発器、８，６′は熱源流体用配管、７は中間熱交換器
を示す。

第１図に示すヒートポンプサイクルにおいて作動媒体は
圧縮機ｌで圧縮された後、凝縮器２に導かれ、該凝縮器
２中で管３より導入される高熱源流体により冷却されて
凝縮する。−・方、負荷流体は凝縮器２中で逆に加熱さ
れ管３′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゛により減圧された後蒸発器５に導
かれ、該蒸発器中で管６より導入された管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。

第２図に示すヒートポンプサイクルにおいて作動媒体は
圧縮機ｌで圧縮された後中間熱交換器７に導かれ、該熱
交換器７中で凝縮器２で凝縮された作動媒体により過熱
された後、ｌＢ縮器２に導かれる。一方、凝縮器２より
導入された作動媒体は該熱交換器７により過冷却された
後、減圧袋Ｍ４により減圧される。以下は第１図の場合
と同様にサイクルを繰り返す。

第３図は第１図に、又第４図は第２図に示すヒートポン
プシステムにおける作動媒体のサイクルを圧力−エンタ
ルピー線図上に表わしたものである０作動媒体の飽和蒸
気を断熱圧縮した場合、乾き状態になるものが第１図、
及び第３図に、湿り状態になるものが第２図、及び第４
図に相当する。

第１図及び第２図の圧縮機による作動媒体の変化は第３
図及び第４図の８から９あるいは！４から１５の変化に
、凝縮器による作動媒体の変化は９から１１あるいは１
５から１８の変化に、減圧装置による作動媒体の変化は
１１から１２あるいは１７から１８の変化に、蒸発器に
よる作動媒体の変化は１２から８あるいは１８から１３
の変化に、中間熱交換器による作動媒体の変化は１３か
ら１４及び１６から１７の変化にそれぞれ対応する。

本発明の作動用媒体は中低温熱源を利用したヒートポン
プシステムに応用する場合に特に有効であるが、ランキ
ンサイクル用あるいは、その他品種の熱回収技術用の作
動媒体として使用することもできる０本発明の作動媒体
は熱安定性が優れており、通常の使用条件においては安
定剤を必要としないが、５７酷な使用条件のため熱安定
性の向上が必要な場合には、ジメチルホスファイト、ジ
イソプロピルホスファイト、ジフェニルホスファイト等
のホスファイト系化合物、又はチオホスファイト系化合
物、ブチルグリシジルエーテル、フェニルグリシジルエ
ーテル等のグリシジルエーテル系化合物あるいはトリフ
エノキシホスフィンサルファイド、トリメチルホスフィ
ンサルファイド等のホスフィンサルファイド系化合物、
その他の安定剤を作動媒体１００重量部に対し、１重量
部前後の少量添加すればよい。

［実施例］ 本発明の作動媒体を用いた第１図又は、第２図のヒート
ポンプシステムの運転条件として蒸発器出口温度（符号
８あるいは１３の温度）を５０℃に、凝縮器における作
動媒体の凝縮始めの温度（符号ｌＯあるいは１５の温度
）を１００℃に設定した。

第１表に本発明の作動媒体を用いた上記のヒートポンプ
システムにおける設計ツマラメ−ターを示す。

第１表 条件；蒸発温度５０℃、凝縮温度１００℃［発明の効果
］ 本発明の新規な作動媒体は熱安定性が優れているため、
従来から知られているＲ１１．　Ｒ１１３等のフロン類
では熱安定性の点で適用できない高温域でも適用できる
優れた効果を有している。

更に、熱安定性の優れた水は凝固点が０℃と高いため、
低温域への適用は困難であるが、本発明の新規な作動媒
体は凝固点が一４０℃以ドと低い為、低温域へ適用する
ことが可能である特徴を有している。又、第１表から理
解されるように、同一条件でヒートポンプサイクルを適
用し　。

た場合、本発明の新規な作動媒体は熱安定性が優れてお
り、高温域の媒体として検討されている水、トリフルオ
ロエタノール（ＣＦ３　Ｇｌｈ　ＯＨ）及びトリフルオ
ロエタノールと水の混合媒体（ＣｈＣＨ２０Ｈ／Ｈ２０
，８５ｍｏｌ！／１５ｍｏｌりと比べ圧縮比及び圧縮機
吐出温度を小さくできると共に成績係数を大幅に改善で
きる（３９〜４４ｚ）という優れた特徴を有している。

又、加熱能力についても、本発明の新規な作動媒体は木
と比べて、４７％改善することができる。

以上説明したように、本発明の新規な作動媒体は、従来
の作動媒体と比べ、高温域への適用が可能であると共に
、圧縮比、圧縮機吐出温度を低くでき、かつ成績係数を
大幅に改善できるという実用上きわめて有用な効果をも
たらす。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２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３図および第４図は
本発明の媒体をヒートポンプ用作動媒体として用いたサ
イクルを圧力−エンタルピー線図に記入した図である。 第１　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ペンタフルオロベンゼンを必須成分とすることを特徴と
   する作動用媒体。