JPS63205386A - 冷媒及び冷媒で冷却する回路を有する機械 - Google Patents

冷媒及び冷媒で冷却する回路を有する機械

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JPS63205386A
JPS63205386A JP63034145A JP3414588A JPS63205386A JP S63205386 A JPS63205386 A JP S63205386A JP 63034145 A JP63034145 A JP 63034145A JP 3414588 A JP3414588 A JP 3414588A JP S63205386 A JPS63205386 A JP S63205386A
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JP
Japan
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refrigerant
dme
cooling medium
heat
weight
Prior art date
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Pending
Application number
JP63034145A
Other languages
English (en)
Inventor
レオナルダス ヨハネス マリア ボーネン
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.)
Akzo NV
Original Assignee
Akzo NV
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Publication date
Application filed by Akzo NV filed Critical Akzo NV
Publication of JPS63205386A publication Critical patent/JPS63205386A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K5/00Heat-transfer, heat-exchange or heat-storage materials, e.g. refrigerants; Materials for the production of heat or cold by chemical reactions other than by combustion
    • C09K5/02Materials undergoing a change of physical state when used
    • C09K5/04Materials undergoing a change of physical state when used the change of state being from liquid to vapour or vice versa
    • C09K5/041Materials undergoing a change of physical state when used the change of state being from liquid to vapour or vice versa for compression-type refrigeration systems
    • C09K5/044Materials undergoing a change of physical state when used the change of state being from liquid to vapour or vice versa for compression-type refrigeration systems comprising halogenated compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2205/00Aspects relating to compounds used in compression type refrigeration systems
    • C09K2205/10Components
    • C09K2205/11Ethers

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)
  • Details Of Measuring And Other Instruments (AREA)
  • Lubricants (AREA)
  • Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (AREA)
  • Devices That Are Associated With Refrigeration Equipment (AREA)
  • Sorption Type Refrigeration Machines (AREA)

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】 本発明はジクロルジフルオルメタン及びジメチルエーテ
ルを含む冷媒に関する。
冷媒は熱移動流体として広く使用されている。
すなわち、それらはある場所において好ましくない又は
余分の熱を吸収し、別の場所にそれを放出するために使
用される。この方法は、例えばヒートポンプ圧縮冷却機
械のような冷却プラント冷蔵庫、空気処理プラント、食
料品の製造及び配達、及び他の多くの適用に使用される
前記機械においては、冷媒は低温で媒質から熱を取り、
それをより高い温度で他の媒質へ与える。
換言すれば熱がより高い温度へくみ上げられる。
ヒートポンプの場合における主要な点は、例えば、ビル
ディングを暖めるために熱を回収することである。冷却
プラントの主な目的は熱の引き取り、すなわち冷却であ
る。
ヒートポンプ及び多くの冷却プラントは、以下に記述す
るように同じ原理で作動する、冷却回路の凝縮器空間に
おいてコンプレッサーが冷媒蒸気の圧力を上げ、その飽
和温度が加熱される媒質(これは、例えば冷蔵庫の周囲
の空気である)の温度より僅かに高くなるようにする。
冷媒蒸気はこの熱をこの媒質へ与えて、凝縮する。この
凝縮物は、次にバルブを通って気化器空間へ膨張する。
この空間では、冷媒蒸気の飽和温度が熱が引き取られる
媒質(例えば冷蔵庫の冷貯蔵空間)の温度より僅かに低
い温度になるようにコンプレッサーが圧力を低く保持す
る。このとき、熱はこの媒質から冷媒へ流れ、冷媒は媒
質を冷却しながら気化する。このプロセスサイクルを連
続して行うために、コンプレッサーは十分な速度で気化
器から凝縮器へ蒸気を放出しなければならない。
冷媒はまた機械的又は電気的エネルギーを廃熱から有機
ランキンサイクルプロセス(ORC)によって得るのに
使用される。そのプロセスでは、冷媒が例えば200℃
の廃熱流からの熱を用いて気化される。この蒸気はター
ビンを動かし、そして例えば80°Cの温度で凝縮し、
その後その凝縮物は気化器へポンプで戻される。
冷媒がある特定の適用に適しているかどうかは、安全性
及び入手容易性ならびに物理化学的及び熱力学的性質に
依存している。種々な冷媒及びそれらの適用の記載がカ
ークーオスマーズ エンサイクロパブイア オブ ケミ
カル テクノロジー(Kirk−Othmer’s E
ncyclopedia of ChemicalTe
chnology) 、第三板、20巻、78〜107
ページに見出される。
実際には、僅かに2〜3の流体が適当な冷媒であると判
っている。最も広く使用されているものは断熱ジクロル
ジフルオルメタン(普通R−12と呼ばれる)である。
R−12は可燃性でなく、無毒で、市販されている。
エネルギーのコストの上昇に鑑みて、冷媒がエネルギー
節約型であるということ、すなわち低い入力で高い冷却
容量を有することは、今日ではかつてよりもさらに重要
である。本発明はR−12の代わりに使用され、エネル
ギーを節約する冷媒に関する。この冷媒はR−12とジ
メチルニーチル(DME)との混合物から構成されてい
る。
DMEが冷媒としての使用に適していることは、ザ リ
フリジレイティング データブック、第5版ASRE、
メナシャ(Mcnasha)、1946年、56ページ
、表2から知られる。また、R−12とDMEとの冷媒
混合物がエア コンディショニング、ヒーティング ア
ンド ベンチレイティング、1958年11月発行、8
1ページの「リフリジランツ」と表題がつけられたW、
A、ペニントン(Penn1 ngton)による文献
の表7に揚げられている。この表中には90重量%のR
−12と10重量%のDMEとの混合物(90R−12
/LOD M E )を含む多くの共沸冷媒混合物が揚
げられている。この冷媒混合物についてくれ以上の情報
は提供されていない。しかしながら、同じ著者による以
前の出版物から、DMEの蒸気圧はR−12の蒸気圧よ
り僅か約0.5バール高いだけであるので、DMEは冷
媒としてR−12と組合わせて使用するには適当でない
と考えられる(モダーンリフリジレイション、1950
年6月、 154ページ)。
−4一 研究実験は、9.OR−12/IOD M E冷媒混合
物がR−12と殆ど同程度のエネルギーを消費すること
を示した。しかしながら驚くべきことに、R−12/D
ME混合物中のDMEの量を少し増加させた場合でさえ
も、エネルギー消費が相当減少するということ、及び該
混合物はなお非常に好ましい冷媒であるということが今
見出された。
本発明の特徴は、前記タイプの冷媒が12〜85重量%
の量のDMEを含むことにある。この冷媒は、好ましく
は12〜16重量%、特に12〜14重量%のDMEを
含む。例えば、15重量%のDME及び85重量%のR
−12から構成される冷媒(85R−12/15D M
 E )では30°〜2°Cの温度範囲において、R−
12と比較して6%、90R−12/IOD M Eと
比較して5%のエネルギー節約が測定された。
100重量部の不燃性R−12へ15.3重量部までの
量の可燃性DMEを、気化によって可燃性ガス混合物を
生成することなしに導入することができる。
安全規定が遵守されることを前提として、本発明の冷媒
は35重量%までのDMEを含むことができる。35重
量%という上限はR−12のエネルギー消費にほぼ等し
いエネルギー消費によって支配される。
場合によっては、該冷媒はまた他の普通の冷媒流体の少
量をも含むことができる。
本発明の1つの実施態様は、本発明の冷媒を入れた、閉
じたサイクルの冷却回路を有する機械からなっている。
そのような機械の例には、家庭用冷蔵庫及び冷凍庫、店
頭の冷却展示ケース、据え置き冷却及び冷却運搬のため
の高容量コンプレッサーシステム、ならびに例えばビル
ディング及び車両用の空調プラントがある。
DMEでR−12を一部分置き換えることは、エネルギ
ーの節約に加えて他の利点を有する。
1970年代の中頃以来、R−12は、他のある種の完
全にフッ素化された炭化水素と同様に遅かれ早かれ大気
を通過して成層圏へ行き、オゾン層を攻撃するというこ
とが知られている。オゾン層は、太陽の紫外線を吸収す
ることによって紫外放射を部分的に遮断するシールドと
して作用する。従つて、オゾン層を弱めることは、地上
への紫外線放射の増加を来たすことになる。これは人間
、植物及び動物に好ましくない影響を与えるかも知れな
い。それ故、R−12の使用を制限する方法を発見する
研究が行われている。本発明の冷媒は、より少い量のR
−12を含むという利点がある。
R−12と同様に、DMEは化学的に安定で、毒性が低
く、そして腐蝕性がない。純粋なりMEは、上昇したコ
ンプレッサ一温度(125℃)でR−12とビスタロル
メチルエーテル又は過酸化物を生成せず、またオゾンを
攻撃しない。R−12とDMEとはいかなる割合でも混
和できる。
本発明の冷媒中のDMEはスラッジ(R−12とコンプ
レッサーオイルとの反応生成物)及び微量の遊離水及び
氷を溶解し、そして膨張バルブ及び/又はフィルターの
凍結によってプラントが破損するのを防止する。今日ま
で氷の生成を防止するためにメタノールをR−12に添
加することがしばしば行われていた(カルトン−ポケッ
トマニュアル フロム カリ へミー アーグーハノー
バー(Kalton−Pocket )fanual 
from KaliChemie AG Hannov
er) 、1978年、65ページ参照)。
しかしながら、メタノールは腐食を促進し、DMEと異
なり冷却容量へ寄与しない。
本発明の好ましい実施態様の冷媒は15重量%のDME
を含む。DMEを使用する種々な利点がこの態様の中に
最もよく含まれる。例えば、この85R−12/15D
 M E冷媒混合物はエネルギーを節約し、通常の冷媒
R−12よりも約25体積%少いR−12を含み、そし
て冷却回路中に氷の結晶を生成しない。
実施例 冷媒R−12,90R−12/IODM E 、 87
R−12/13DME及び85R−12/15DM E
を、乾燥器を備えた冷却プラントにおいてテストした。
このシステム及びその操作の説明を以下に行う。冷媒は
膨張バルブを通って気化器へ送られ、そこで熱を吸収し
ながら気化する。蒸気はコンプレッサーによって吸い込
まれ、凝縮器において圧縮され、熱を放出しながら凝縮
する。使用されたコンプレッサーは商標Worthin
gtonの電気的に運転される4シリンダーオープンコ
ンプレツサーである。気化器及び凝縮器は商標Help
manの管形熱交換器である。凝縮器中の水冷却は、電
気的に制御されるバルブによって調節される。膨張バル
ブもまた電気  的に制御される。このプラントは高及
び低圧圧力スイッチならびに油差圧圧力スイッチを備え
ている。気化器の望ましい温度は、自動調温された水/
グリコール流によって維持される。
このプラントは、コンプレッサーの人力及び冷却容量を
測定するために必要な装置を有している。
冷却容量と入力との商は、性能の係数である。これがエ
ネルギー消費の尺度である。
冷媒はプラントにおいて30℃の凝縮温度及び+2℃(
冷却庫及び空気処理システムにおいて)及び−10℃(
冷凍器区画温度)の気化温度でテストされた。
表Iには冷却容量、入力、及び性能係数の測定値を挙げ
、である。表■は、R−12と比較して90R−12/
IOD M E及び85’R−12/15D M Eの
冷却容量の増加及び電力消費の減少(すなわち、性能係
数の増加)を示す。表■は、DMEの添加が冷却容量の
増加をもたらすということ及び混合物87R−12/1
3D M E及び85R−12/15D M Eのエネ
ルギー消費はR−12及び90R−12/IOD M 
Eのエネルギー消費よりも実質的に少いということを 
示している。この減少は、30℃〜2℃の温度範囲で最
も大きい。従って、本発明の冷媒は、特に冷蔵庫、空気
処理プラント、及びヒートポンプにおいて使用されるの
に好適である。
実地での使用試験は、冷媒87R−12/LSD M 
E及び67R−12/33D M Eを家庭用冷蔵庫に
おいて有利にかついかなる問題を生じることなく利用し
得るということを示した。混合物137R−12/[3
DMEが使用された場合、要求される火災安全規則が遵
守されなければならない。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、ジクロルジフルオルメタン及びジメチルエーテルを
    含む冷媒において、該冷媒中のジメチルエーテルの量が
    12〜35重量%であることを特徴とする冷媒。 2、前記ジメチルエーテルの量が12〜16重量%であ
    ることを特徴とする特許請求の範囲第1項の冷媒。 3、前記ジメチルエーテルの量が12〜14重量%であ
    ることを特徴とする特許請求の範囲第2項の冷媒。 4、冷媒を有する冷却回路を有する機械であつて、該冷
    媒が特許請求の範囲第1項に記載の組成を有することを
    特徴とする機械。
JP63034145A 1987-02-19 1988-02-18 冷媒及び冷媒で冷却する回路を有する機械 Pending JPS63205386A (ja)

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EP (1) EP0280355B1 (ja)
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AT (1) ATE65794T1 (ja)
AU (1) AU593979B2 (ja)
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