JPS6312512B2 - - Google Patents
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- JPS6312512B2 JPS6312512B2 JP57225915A JP22591582A JPS6312512B2 JP S6312512 B2 JPS6312512 B2 JP S6312512B2 JP 57225915 A JP57225915 A JP 57225915A JP 22591582 A JP22591582 A JP 22591582A JP S6312512 B2 JPS6312512 B2 JP S6312512B2
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- JP
- Japan
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- refrigerant
- boiling point
- composition
- temperature
- heat pump
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- Expired
Links
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Landscapes
- Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (AREA)
- Sorption Type Refrigeration Machines (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は熱ポンプ装置、特に冷暖房用として好
適な冷媒用組成物に関する。
適な冷媒用組成物に関する。
（従来例の構成とその問題点）
従来、冷暖房を目的とした熱ポンプ装置用冷媒
としては、熱源温度範囲−20℃〜60℃程度の運転
において好適であり、且つ機器の大きさを適度に
押えることを主眼としてハロゲン化炭化水素の
内、フロン22（ジクロロフルオロメタン、沸点−
40.8℃、R22の如く、フロン系冷媒は以下Ｒ―と
略す）をもつぱら用いてきた。しかるに熱ポンプ
装置の効率は、熱源温度によつて規定される冷媒
の熱力学的性質によつておのずと限定があり、よ
り省エネルギーを実現するための方法としては、
高沸点冷媒となる程一般に蒸発潜熱が大きく効率
も高いため、R22より高沸点な冷媒（例えば
R12，R114等）を使用することが考えられてい
る。しかるにR22より高沸点な冷媒は、圧縮機の
吸入比容積も大きいため、同一圧縮機では冷凍サ
イクル中の冷媒循環量が減少し、冷凍能力も大き
く減少することになる。逆に高効率を図りながら
R22と同等能力を得るためには、圧縮機や熱交換
器伝熱面積等を増大させる必要があり、機器の大
きさを適度に押えたいという要求とは相反するも
のであつた。
としては、熱源温度範囲−20℃〜60℃程度の運転
において好適であり、且つ機器の大きさを適度に
押えることを主眼としてハロゲン化炭化水素の
内、フロン22（ジクロロフルオロメタン、沸点−
40.8℃、R22の如く、フロン系冷媒は以下Ｒ―と
略す）をもつぱら用いてきた。しかるに熱ポンプ
装置の効率は、熱源温度によつて規定される冷媒
の熱力学的性質によつておのずと限定があり、よ
り省エネルギーを実現するための方法としては、
高沸点冷媒となる程一般に蒸発潜熱が大きく効率
も高いため、R22より高沸点な冷媒（例えば
R12，R114等）を使用することが考えられてい
る。しかるにR22より高沸点な冷媒は、圧縮機の
吸入比容積も大きいため、同一圧縮機では冷凍サ
イクル中の冷媒循環量が減少し、冷凍能力も大き
く減少することになる。逆に高効率を図りながら
R22と同等能力を得るためには、圧縮機や熱交換
器伝熱面積等を増大させる必要があり、機器の大
きさを適度に押えたいという要求とは相反するも
のであつた。
（発明の目的）
本発明の目的は、従来R22を使用していた熱ポ
ンプ装置において、R22より高効率でありなが
ら、現行熱ポンプ装置の圧縮機や伝熱面積等を大
きく改造する必要のない新規な冷媒組成を提供す
るものであり、これを２成分以上の混合冷媒によ
つて達成しようとするものである。
ンプ装置において、R22より高効率でありなが
ら、現行熱ポンプ装置の圧縮機や伝熱面積等を大
きく改造する必要のない新規な冷媒組成を提供す
るものであり、これを２成分以上の混合冷媒によ
つて達成しようとするものである。
（発明の構成）
本発明の冷媒用組成物は、R22より低沸点な冷
媒とR22より高沸点な冷媒の組合せからなる非共
沸混合冷媒において、適当な組成範囲において実
現されるものである。特に望ましい組成範囲と
は、混合冷媒の大気圧における温度―組成線図
（以下Ｔ―ｘ線図と略し、混合冷媒中の低沸点冷
媒のモル分率をｘで表わす）において、R22より
低沸点な冷媒の組成が、沸点線とR22沸点と交わ
る組成より大きく、露点線とR22沸点と交わる組
成より小さい範囲が好適となるものである。なお
Ｔ―ｘ線図における沸点線とは、混合冷媒飽和液
体が沸騰を開始する組成と温度の関係を表わし、
露点線とは混合冷媒飽和気体が凝縮を開始する組
成と温度の関係を表わすものである。また組合せ
るべきR22より低沸点な冷媒とR22より高沸点な
冷媒の沸点差は最大60deg差程度が好ましいもの
であり、逆に沸点差が20deg差以下になると、そ
の効果はかなり減じられたものとなり、場合によ
つては混合冷媒が共沸組成を形成するため好まし
くないものとなる。
媒とR22より高沸点な冷媒の組合せからなる非共
沸混合冷媒において、適当な組成範囲において実
現されるものである。特に望ましい組成範囲と
は、混合冷媒の大気圧における温度―組成線図
（以下Ｔ―ｘ線図と略し、混合冷媒中の低沸点冷
媒のモル分率をｘで表わす）において、R22より
低沸点な冷媒の組成が、沸点線とR22沸点と交わ
る組成より大きく、露点線とR22沸点と交わる組
成より小さい範囲が好適となるものである。なお
Ｔ―ｘ線図における沸点線とは、混合冷媒飽和液
体が沸騰を開始する組成と温度の関係を表わし、
露点線とは混合冷媒飽和気体が凝縮を開始する組
成と温度の関係を表わすものである。また組合せ
るべきR22より低沸点な冷媒とR22より高沸点な
冷媒の沸点差は最大60deg差程度が好ましいもの
であり、逆に沸点差が20deg差以下になると、そ
の効果はかなり減じられたものとなり、場合によ
つては混合冷媒が共沸組成を形成するため好まし
くないものとなる。
（実施例の説明）
以下、本発明の冷媒用組成物を実施例と共に例
示する。
示する。
実施例 １
第１図は本発明の冷媒用組成物を適用した熱ポ
ンプ装置である。１は圧縮機、２は冷媒対水２重
管式凝縮器、３は手動式膨張弁、４は冷媒対水２
重管式蒸発器である。第１の実施例としてR22よ
り低沸点な冷媒としてはR13B1（沸点−57.8℃）、
R22より高沸点な冷媒としてはR12（沸点−29.8
℃）を用い、R13B1のモル分率ｘを０〜１まで
可変とした。また実験は凝縮器２及び蒸発器４に
おいて、冷媒対水が対向流となる如く水を流し、
凝縮器２の入口水温35℃、出口水温50℃、蒸発器
４の入口水温25℃、出口水温10℃なる如く水量と
手動式膨張弁３の開度を調節した。これらの結果
を同一熱ポンプ装置を用いてR22を適用した場合
と対比すると、成績係数（＝蒸発器４冷凍能力／
圧縮機１入力）、冷凍能力は第２図の如き関係が
得られた。即ちｘ＝０〜0.5の範囲において、冷
凍能力はR22よりもやや低下するものの、成績係
数はR22より向上し、ｘ＝0.2において、約20％
の成績係数の向上が見られた。これらは冷媒対水
を対向流とすることにより、熱交換過程の損失が
低減されたためと考えられる。
ンプ装置である。１は圧縮機、２は冷媒対水２重
管式凝縮器、３は手動式膨張弁、４は冷媒対水２
重管式蒸発器である。第１の実施例としてR22よ
り低沸点な冷媒としてはR13B1（沸点−57.8℃）、
R22より高沸点な冷媒としてはR12（沸点−29.8
℃）を用い、R13B1のモル分率ｘを０〜１まで
可変とした。また実験は凝縮器２及び蒸発器４に
おいて、冷媒対水が対向流となる如く水を流し、
凝縮器２の入口水温35℃、出口水温50℃、蒸発器
４の入口水温25℃、出口水温10℃なる如く水量と
手動式膨張弁３の開度を調節した。これらの結果
を同一熱ポンプ装置を用いてR22を適用した場合
と対比すると、成績係数（＝蒸発器４冷凍能力／
圧縮機１入力）、冷凍能力は第２図の如き関係が
得られた。即ちｘ＝０〜0.5の範囲において、冷
凍能力はR22よりもやや低下するものの、成績係
数はR22より向上し、ｘ＝0.2において、約20％
の成績係数の向上が見られた。これらは冷媒対水
を対向流とすることにより、熱交換過程の損失が
低減されたためと考えられる。
またR13B1／R12混合冷媒において、R13B1の
組成を適宜可変として、飽和溶液の蒸気圧を計測
し、これらのデータを用いて大気圧におけるＴ―
ｘ線図を推定したものを第３図に示す。第３図に
おいてR22沸点（−40.8℃）を記入すると、第２
図において見られた成績係数の向上と、混合冷媒
中のR13B1の組成との関係が一層明瞭になる。
即ちR22沸点と沸点線の交わる組成（ｘ＝0.08）
から、R22沸点と露点線の交わる組成（ｘ＝
0.44）の範囲は、第２図においてR22より成績係
数の向上する範囲に含まれている。またｘ＝0.08
〜0.44の範囲においては、冷凍能力がR22の0.78
〜1.01倍でありR12単体（ｘ＝0.0）よりも成績係
数、冷凍能力共に向上している。従つてR22に代
つて効率向上を図るにはR12よりもR13B1／R12
混合冷媒の方が望ましく、R22と同等能力を得る
ためにも熱ポンプ装置を大きく改造する必要がな
いものと考えられる。
組成を適宜可変として、飽和溶液の蒸気圧を計測
し、これらのデータを用いて大気圧におけるＴ―
ｘ線図を推定したものを第３図に示す。第３図に
おいてR22沸点（−40.8℃）を記入すると、第２
図において見られた成績係数の向上と、混合冷媒
中のR13B1の組成との関係が一層明瞭になる。
即ちR22沸点と沸点線の交わる組成（ｘ＝0.08）
から、R22沸点と露点線の交わる組成（ｘ＝
0.44）の範囲は、第２図においてR22より成績係
数の向上する範囲に含まれている。またｘ＝0.08
〜0.44の範囲においては、冷凍能力がR22の0.78
〜1.01倍でありR12単体（ｘ＝0.0）よりも成績係
数、冷凍能力共に向上している。従つてR22に代
つて効率向上を図るにはR12よりもR13B1／R12
混合冷媒の方が望ましく、R22と同等能力を得る
ためにも熱ポンプ装置を大きく改造する必要がな
いものと考えられる。
実施例 ２
第２の実施例は第１の実施例と同じく、第１図
に示した熱ポンプ装置において同一の実験方法に
より行なわれた。ここで用いた混合冷媒は、R22
より低沸点な冷媒としてはR502（R22とR115の共
沸冷媒、沸点−45.6℃）、R22より高沸点な冷媒
としてはR114（沸点3.8℃）の組合せである。こ
のときの結果をR22の場合と対比すると、同じく
第４図の如き関係が得られた。この場合はほとん
ど全組成領域においてR22よりも成績係数が向上
しており、特にｘ＝0.2〜0.3においては約30％の
向上が見られるものの、冷凍能力は約４割以下に
大きく低下している。
に示した熱ポンプ装置において同一の実験方法に
より行なわれた。ここで用いた混合冷媒は、R22
より低沸点な冷媒としてはR502（R22とR115の共
沸冷媒、沸点−45.6℃）、R22より高沸点な冷媒
としてはR114（沸点3.8℃）の組合せである。こ
のときの結果をR22の場合と対比すると、同じく
第４図の如き関係が得られた。この場合はほとん
ど全組成領域においてR22よりも成績係数が向上
しており、特にｘ＝0.2〜0.3においては約30％の
向上が見られるものの、冷凍能力は約４割以下に
大きく低下している。
また第１の実施例と同じくＴ―ｘ線図を推定し
たものを第５図に示すが、第５図においてR22沸
点（−40.8℃）を記入すると、R22に代るべき混
合冷媒の望ましい組成範囲が特定できることがわ
かる。即ちR22と沸点線の交わる組成（ｘ＝
0.79）から、R22と露点線の交わる組成（ｘ＝
0.97）の範囲においては、成績係数がR22の1.17
〜1.00倍、冷凍能力がR22の0.72〜0.93倍となつ
ている。従つてこの組成範囲においては最大効率
を達成しているとはいえないものの、熱ポンプ装
置を大きく改造することなく成績係数の向上が図
れるものである。
たものを第５図に示すが、第５図においてR22沸
点（−40.8℃）を記入すると、R22に代るべき混
合冷媒の望ましい組成範囲が特定できることがわ
かる。即ちR22と沸点線の交わる組成（ｘ＝
0.79）から、R22と露点線の交わる組成（ｘ＝
0.97）の範囲においては、成績係数がR22の1.17
〜1.00倍、冷凍能力がR22の0.72〜0.93倍となつ
ている。従つてこの組成範囲においては最大効率
を達成しているとはいえないものの、熱ポンプ装
置を大きく改造することなく成績係数の向上が図
れるものである。
以上の実施例からわかる如く、本発明の冷媒用
組成物は、R22より低沸点な冷媒とR22より高沸
点な冷媒の組合せからなる非共沸混合冷媒であ
り、その望ましい組成範囲は次のようにほぼ特定
することができる。第１の方法としては第６図に
示す如く、混合冷媒の任意圧力における飽和液体
の沸騰温度がR22より低温で、かつ飽和気体の凝
縮温度がR22より高温となるような組成範囲とし
て特定できる。なお任意圧力としては大気圧を用
いるのが便利である。また第２の特定の方法とし
ては、第７図に示す如く任意温度における飽和液
体の沸騰圧力がR22より高く、かつ飽和気体の凝
縮圧力がR22より低いような組成範囲として特定
できる。なお組成範囲を特定するための第１及び
第２の方法のいづれを用いてもその範囲に大差は
ない。
組成物は、R22より低沸点な冷媒とR22より高沸
点な冷媒の組合せからなる非共沸混合冷媒であ
り、その望ましい組成範囲は次のようにほぼ特定
することができる。第１の方法としては第６図に
示す如く、混合冷媒の任意圧力における飽和液体
の沸騰温度がR22より低温で、かつ飽和気体の凝
縮温度がR22より高温となるような組成範囲とし
て特定できる。なお任意圧力としては大気圧を用
いるのが便利である。また第２の特定の方法とし
ては、第７図に示す如く任意温度における飽和液
体の沸騰圧力がR22より高く、かつ飽和気体の凝
縮圧力がR22より低いような組成範囲として特定
できる。なお組成範囲を特定するための第１及び
第２の方法のいづれを用いてもその範囲に大差は
ない。
次に、混合冷媒として組合せる冷媒と沸点は、
R22より低沸点な冷媒として、R503（−88.7℃），
R23（−82.1℃），R13（−81.4℃），R13B1（−57.8
℃），R32（−51.7℃），R125（−48.5℃），R502（−
45.6℃）等、また、R22より高沸点な冷媒とし
て、R500（−33.5℃），R12（−29.8℃），R152a（−
25.0℃），R124（−12.0℃），R124b（−9.8℃），
R12B1（−3.8℃），R114（3.8℃），R133a（6.1℃），
R21（8.9℃），R11（23.8℃）等が挙げられる。
R22より低沸点な冷媒として、R503（−88.7℃），
R23（−82.1℃），R13（−81.4℃），R13B1（−57.8
℃），R32（−51.7℃），R125（−48.5℃），R502（−
45.6℃）等、また、R22より高沸点な冷媒とし
て、R500（−33.5℃），R12（−29.8℃），R152a（−
25.0℃），R124（−12.0℃），R124b（−9.8℃），
R12B1（−3.8℃），R114（3.8℃），R133a（6.1℃），
R21（8.9℃），R11（23.8℃）等が挙げられる。
またこれらのR22より低沸点な冷媒と、R22よ
り高沸点な冷媒との組合せにおいて、低沸点冷媒
を基準とした組成範囲は、低沸点冷媒の沸点が低
ければ低い程低沸点冷媒のより少ない方向に移行
し、高沸点冷媒の沸点が高ければ高い程低沸点冷
媒のより多い方向に移行する。さらに、R22より
低沸点な冷媒として、R503，R23，R13，
R13B1，R32を、また、R22より高沸点な冷媒と
して、R500，R12，R152aをそれぞれ選択すれ
ば、これらのいずれの組合せにおいても、沸点差
が20〜60deg差程度の組合せとなり、実用上有用
なものとなる。
り高沸点な冷媒との組合せにおいて、低沸点冷媒
を基準とした組成範囲は、低沸点冷媒の沸点が低
ければ低い程低沸点冷媒のより少ない方向に移行
し、高沸点冷媒の沸点が高ければ高い程低沸点冷
媒のより多い方向に移行する。さらに、R22より
低沸点な冷媒として、R503，R23，R13，
R13B1，R32を、また、R22より高沸点な冷媒と
して、R500，R12，R152aをそれぞれ選択すれ
ば、これらのいずれの組合せにおいても、沸点差
が20〜60deg差程度の組合せとなり、実用上有用
なものとなる。
（発明の効果）
本発明で特定される混合冷媒とその組成範囲
は、単一冷媒の如く同一の沸点と露点をもつもの
ではないが、その平均的な値がR22とほぼ同等沸
点となる如く構成するものであり、圧縮機吸入比
容積もR22とほぼ同等となり、熱ポンプ装置を大
きく改造することなく冷凍能力を維持しながら、
効率の向上を図ることが可能となるものであり、
特に熱源温度範囲が−20℃〜60℃程度の冷暖房用
熱ポンプ装置に好適となるものである。
は、単一冷媒の如く同一の沸点と露点をもつもの
ではないが、その平均的な値がR22とほぼ同等沸
点となる如く構成するものであり、圧縮機吸入比
容積もR22とほぼ同等となり、熱ポンプ装置を大
きく改造することなく冷凍能力を維持しながら、
効率の向上を図ることが可能となるものであり、
特に熱源温度範囲が−20℃〜60℃程度の冷暖房用
熱ポンプ装置に好適となるものである。
第１図は本発明の冷媒用組成物を適用した熱ポ
ンプ装置の一実施例を示す図、第２図及び第４図
は混合冷媒組成とR22に対比した成績係数、冷凍
能力の関係を示す図、第３図及び第５図は混合冷
媒組成と大気圧における温度との関係を示す図、
第６図及び第７図は本発明の冷媒用組成物の組成
範囲を特定するための方法を説明する図である。 １……圧縮機、２……凝縮器、３……手動式膨
張弁、４……蒸発器。
ンプ装置の一実施例を示す図、第２図及び第４図
は混合冷媒組成とR22に対比した成績係数、冷凍
能力の関係を示す図、第３図及び第５図は混合冷
媒組成と大気圧における温度との関係を示す図、
第６図及び第７図は本発明の冷媒用組成物の組成
範囲を特定するための方法を説明する図である。 １……圧縮機、２……凝縮器、３……手動式膨
張弁、４……蒸発器。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ R22より低沸点な冷媒としてR503，R23，
R13，R13B1，R32のうちの少なくとも１種、及
びR22より高沸点な冷媒としてR500，R12，
R152aのうちの少なくとも１種をそれぞれ含み、
これらの組合せで２成分以上からなる非共沸混合
冷媒であつて、 Ａ 任意圧力における飽和液体の沸騰温度がR22
より低温で、かつ飽和気体の凝縮温度がR22よ
り高温となる組成、 又は、 Ｂ 任意温度における飽和液体の沸騰圧力がR22
より高く、かつ飽和気体の凝縮圧力がR22より
低くなる組成、 で特定される組成範囲をもつ冷媒用組成物。 ２ 冷暖房用の熱ポンプ装置に供される特許請求
の範囲第１項記載の冷媒用組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57225915A JPS59117580A (ja) | 1982-12-24 | 1982-12-24 | 冷媒用組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57225915A JPS59117580A (ja) | 1982-12-24 | 1982-12-24 | 冷媒用組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59117580A JPS59117580A (ja) | 1984-07-06 |
| JPS6312512B2 true JPS6312512B2 (ja) | 1988-03-19 |
Family
ID=16836874
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57225915A Granted JPS59117580A (ja) | 1982-12-24 | 1982-12-24 | 冷媒用組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59117580A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6343991A (ja) * | 1986-08-11 | 1988-02-25 | Du Pont Mitsui Fluorochem Co Ltd | ヒ−トポンプ用作動媒体 |
| US5433879A (en) * | 1989-11-30 | 1995-07-18 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Working fluid containing difluoroethane |
| DE69210994T2 (de) * | 1991-03-18 | 1996-10-10 | Alliedsignal Inc., Morristown, N.J. | Nichtazeotropische zusammensetzungen die difluormethan, 1,1,1-trifluorethan undpropan enthalten |
| US5470496A (en) * | 1991-07-12 | 1995-11-28 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Working fluid containing chlorotetrafluoroethane |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS565881A (en) * | 1979-06-25 | 1981-01-21 | Du Pont | Coolant composition |
| JPS5887182A (ja) * | 1981-10-19 | 1983-05-24 | アンステイテユ・フランセ・デユ・ペトロ−ル | 圧縮式熱ポンプ作業流体用組成物および同ポンプによる家屋の暖房または空気調和方法 |
| JPS5959782A (ja) * | 1982-09-30 | 1984-04-05 | Daikin Ind Ltd | 冷媒 |
| JPS5959781A (ja) * | 1982-09-30 | 1984-04-05 | Daikin Ind Ltd | 冷媒 |
-
1982
- 1982-12-24 JP JP57225915A patent/JPS59117580A/ja active Granted
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS565881A (en) * | 1979-06-25 | 1981-01-21 | Du Pont | Coolant composition |
| JPS5887182A (ja) * | 1981-10-19 | 1983-05-24 | アンステイテユ・フランセ・デユ・ペトロ−ル | 圧縮式熱ポンプ作業流体用組成物および同ポンプによる家屋の暖房または空気調和方法 |
| JPS5959782A (ja) * | 1982-09-30 | 1984-04-05 | Daikin Ind Ltd | 冷媒 |
| JPS5959781A (ja) * | 1982-09-30 | 1984-04-05 | Daikin Ind Ltd | 冷媒 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59117580A (ja) | 1984-07-06 |
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